吴喜骊 蒋芳

摘要：ASE是美国汽车服务领域的一套职业技能认证体系。ASE以其系统的职业分类、科学的认证标准和严谨的考核过程，在美国汽车维修行业树立了崇高的地位和声誉。文章系统研究了ASE关于汽车车身计算机系统维修的知识要求和技能要求，并以此为依据，归纳车身计算机系统的理论基础和诊断技术，设计车身计算机系统维修的职业教育课程。通过研究，为我国汽车维修职业教育的课程开发提供国际视野和创新理念。

Abstract： ASE is a professional skill certification system in the field of automotive services in the United States. With its systematic job classification， scientific certification standards and rigorous assessment process， ASE has established a high position and reputation in the automotive maintenance industry in the United States. This paper systematically studies the knowledge and skill requirements of ASE on automotive body computer system maintenance， summarizes the theoretical basis and diagnostic technology of automotive body computer system， and designs the vocational education course of automotive body computer system maintenance. Through the research， it provides international vision and innovative ideas for the courses development of automotive maintenance vocational education in China.

關键词：ASE;汽车维修;车身计算机;课程

Key words： ASE;automotive service;body computer;course

中图分类号：G642                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）05-0238-03

1  美国ASE汽车维修认证简介

ASE是英文Automotive Service Excellence的缩写，含义是“卓越汽车服务”。ASE创建于1972年，是美国汽车服务行业的一家非赢利性组织，使命是通过汽车服务技师考试和认证，提高美国汽车维修和服务的质量，正确评价技师的知识和能力。ASE将汽车服务分为12个职业，每个职业又分为多个认证项目。以汽车维修为例，细分为8个认证项目：A1-发动机维修;A2-自动变速器及其驱动桥维修;A3-手动传动系统维修;A4-悬架和转向维修;A5-制动系统维修;A6-电气与电子系统维修;A7-空调系统维修;A8-发动机性能维修。每个认证项目都有各自的认证范围，并列出了非常具体的考核要求。

由于ASE认证的科学、严谨，在美国汽车服务行业获得了良好的声誉和地位。通过ASE认证的技师非常受雇主的欢迎;汽车车主愿意选择通过ASE认证的技师维修汽车;ASE认证的技师允许佩带蓝白两色的肩章，意为“优秀蓝印”，是专业技术的象征。本文借鉴ASE关于电气与电子系统维修的认证标准，系统介绍了汽车车身计算机系统的考核要求，为我国汽车修理工职业技能鉴定提供参考，为汽车维修职业教育的课程开发提供思路。

2  ASE针对车身计算机系统的认证要求

随着汽车技术的发展，汽车电气系统的电控化程度越来越高，灯光、喇叭、雨刮、仪表、信息显示、车门、车窗、座椅都直接由汽车车身计算机控制。ASE对车身计算机系统（BCM）维修提出了详细的认证要求，涉及知识要求和技能要求两部分。

车身计算机系统维修的知识要求包括：

①计算机的基本功能。

②模拟和数字信号的原理。

③计算机通讯原理。

④逻辑电路的操作原理。

⑤微处理器的基本功能。

⑥微处理器进行逻辑判断的基本方法。

⑦存储器的种类与差别。

⑧执行器驱动原理。

⑨常见执行器的动作原理。

⑩信号输入装置的功能。

{11}温度传感器的作用，在电路中的应用。

{12}NTC热敏电阻与PTC热敏电阻的区别。

{13}惠斯通电桥的的应用与原理。

{14}压电传感器的应用与原理。

{15}压敏电阻的应用与原理。

{16}电位计的功能与应用。

{17}磁脉冲发生器的应用与原理。

{18}霍尔效应开关的应用与原理。

{19}下拉检测电路的功能。

{20}上拉检测电路的功能。

{21}反馈电路的应用与原理。

车身计算机系统维修的技能要求包括：

①查阅车身计算机系统的维修技术公报。

②诊断计算机供电和搭铁电路。

③区分硬码和间歇吗。

④利用闪码方式调取不同车型的故障码。

⑤清除故障码。

⑥执行计算机系统的可视化检测。

⑦利用汽车故障诊断仪进入BCM诊断程序。

⑧通过ECC面板进入BCM诊断程序。

⑨进行常见的执行器测试。

⑩进行常见的传感器测试。

{11}更换计算机PROM芯片。

{12}进行BCM的软件升级操作。

{13}理解间歇性故障的诊断过程。

{14}正确选用工具，利用工具特征，诊断可能导致间歇性故障的原因。

{15}检测温度传感器及其电路。

{16}判断PTC电路保护装置是否有故障。

{17}诊断压力开关信号。

{18}诊断惠斯通电桥压力传感器及其电路。

{19}利用示波器监测压力传感器信号，确定相应的操作。

{20}利用数字万用表或示波器检测电位计及其电路，确定相应的操作。

{21}利用数字万用表诊断磁脉冲传感器及其信号。

{22}利用示波器检测磁脉冲传感器的信号频率。

{23}确定磁脉冲传感器信号丢失的原因。

{24}诊断磁脉冲传感器的电路是否有开路、短路、搭铁故障。

{25}使用故障诊断仪检测磁脉冲传感器故障。

{26}使用数字万用表、故障诊断仪、示波器诊断磁阻传感器。

{27}使用数字万用表、故障诊断仪、示波器诊断磁阻传感器电路是否有开路、短路、搭铁故障。

{28}使用示波器、数字万用表检测霍尔效应传感器及其电路。

3  车身计算机系统的理论基础

3.1 车身计算机  车身计算机是由输入输出接口、中央处理器和存储器（内存）等组成，基本功能包括：输入、处理、存储、输出。

为了让计算机从传感器接收信息并向执行器发出命令，必须设计接口电路，即输入接口电路和输出接口电路。接口被用来保护计算机免于过电位，转换输入和输出信号。输入的模拟信号需要由输入接口中的模数（A/D）转换器转换成数字信号才能被中央处理器接收。一些执行器可能要求模拟信号，输出接口中的数模（D/A）转换器把微处理器输出的数字指令转换成模拟信号输出。

中央处理器（CPU）是计算机的大脑，由成千上万个集成在一块小的芯片上的晶体管组成。CPU把信息放进内存或从计算機内存中取出信息。输入信息在CPU中接受处理并与内存中的程序核对。CPU根据程序指令进行信息运算和逻辑判断。CPU使用的寄存器包括累加器、数据计数器、程序计数器和指令寄存器等。算术逻辑单元（ALU）执行算术及逻辑的功能。

车身计算机常用的几种内存芯片：只读存储器（ROM），用于存储永久的程序和数据;随机存取存储器（RAM），用于存储可由CPU读写的临时信息;可编程序的只读存储器（PROM），用于存储汽车的控制数据和运行参数;可擦可编程只读存储器（EPROM），与PROM是相似，但其内存可被擦除以允许安装新的数据;电可擦除只读存储器（EEPROM）。

3.2 信号输入装置  车身计算机输入信号可以来自其它计算机、驾驶员或各种传感器。传感器类型多种多样，有简单的开关，也有物理的、化学的测量装置。

①热敏电阻器。热敏电阻器用于测量发动机冷却液或环境温度。它是一种固态可变电阻器，由相对于温度的变化而改变电阻的半导体材料制成。热敏电阻器有两种类型：负温度系数（NTC）热敏电阻器和正温度系数（PTC）热敏电阻器。

②惠斯通电桥。惠斯通电桥是一种在一个输入接线柱和接地之间串并联排列的电阻电路，其中三个电阻器完全相同，第四个是传感电阻。如果利用惠斯通电桥测量温度，则温度的变化会被电桥电路转变成电压的变化。惠斯通电桥也可用来测量压力和机械应变。惠斯通电桥常用于热线式空气流量传感器，由热线电阻、固定电阻和信号处理电路组成，热线和固定电阻形成了惠斯通电桥，信号电压的高低取决于热线电阻的温度。

③压电器件。压电器件常用于测量流体、空气或震动的压力。例如发动机爆震传感器，用于测量发动机振动，并把振动信号转换成电压信号。压电晶体粘贴在陶瓷盘上，当发动机发生敲缸时，激烈的振动对陶瓷盘上的压电晶体施加压力，压电晶体产生一个与压力成正比例的电压尖峰，作为计算机判断敲缸的依据。

④压阻器件。压阻器件像一个可变电阻器，其电阻值随着施加在晶体上的压力大小而改变。计算机向传感器电路提供了一个恒定的参考电压，传感器上的电压降会随着电阻的变化而变化，因此控制模块能通过测量传感器上的电压降，确定施加在晶体上的压力。

⑤电位计。电位计是一种可变直流分压器，由可移动滑动片和一个线绕电阻器组成。

⑥磁脉冲信号发生器。磁脉冲信号发生器利用磁感应原理产生交流电压信号，常用于监测元件的转速。

⑦霍尔效应开关。霍尔效应开关由永磁铁、半导体层（霍尔层）、脉冲轮组成。利用霍尔效应原理，将霍尔电压作为传感器的信号输入计算机。

⑧反馈信号。计算机利用反馈信号监测开关、继电器或其它执行器的动作。执行器状态的改变会导致计算机电压感应电路中的可预测的变化。如果没有收到正确的反馈信号，计算机就设置一个相应的故障码。

3.3 执行器  执行器是由车身计算机控制，具体执行某项控制功能的装置。包括继电器、电磁阀和电动机。继电器是一个以小电流控制大电流的元件。电磁阀的动作通常由计算机输出驱动器控制接地来完成。汽车自动控制用电动机有步进电动机和伺服电动机两类。步进电动机用于精确控制被控设备的运动位置。伺服电动机具有一种按控制信号的要求而动作的特性;在信号到来之前，转子静止不动;信号到来之后，转子立即转动;信号消失时，转子能及时自行停转。伺服电动机可以把电信号变换为电机转轴的转角或转速，施加在电枢绕组上的电压的极性决定了电动机旋转的方向。

4  车身计算机系统的诊断技术

4.1 诊断基础  静电干扰或射频干扰可能引起车身计算机故障。技师在维修车身计算机系统之前，必须采取一些预防措施。维修对静电敏感的部件时，应进行静电放电操作，以防止身体静电损坏电子部件。汽车的高压线、点火线圈和发电机都会产生射频干扰。在一定的条件下，射频干扰会触发传感器或执行器，引起系统间歇性故障。BCM良好的接地，会使BCM免于静电干扰或射频干扰。在检查BCM之前，要核实BCM的接地是否有良好。有些BCM的接地点多达5个。

大部分BCM都具有故障自诊断功能，并將故障码存储在内存中。故障码可以通过故障诊断仪调取，在早期系统中，也可以通过故障灯或LED显示故障码。有些计算机会显示两套故障码。第一套故障码是存储在内存中的所有代码，包括硬码和间歇码。第二套显示的代码只有硬码。硬码是BCM最近一次执行电路检测时检测到的故障。间歇码是那些在过去曾发生，但没有在最近一次BCM电路检测期间出现的故障码。很多间歇码都是由电气连接不良引起的。在检修BCM控制系统之前，首先进行肉眼检测，尤其要检查隐藏在其它元件之下的接线和软管。故障诊断仪是一种用来与BCM进行通讯的汽车检测仪器，可以用于故障码读取、数据流分析、传感器信号模拟、执行器测试。

4.2 计算机电源的检测  像其它电气或电子元件一样，计算机必需有足够的供电电压和良好的接地才能正常工作。在进行检测前，必须配备车辆的车身计算机接线图。车身计算机有多根接地线，接地点通常连接在发动机机体上或蓄电池负极处，用来把计算机安装到汽车底盘上的紧固件也可能被用做接地。将点火开关打开，在接地线上进行电压降测试，接地电路上的电压降不应超过0.2V。

许多制造厂家为BCM的所有传感器使用了同一个传感器接地。这一接地是否良好非常关键，接地不良会造成所有的传感器输出值发生偏差，由于这些电压值仍在传感器的正常运行参数之内，因此BCM可能不会发现故障，也不会产生故障码。但BCM基于错误的信息会导致BCM决策偏离正常值，引发系统运行问题。

不良的接地通常会导致电磁干扰（EMI），使传感器信号出现偏差。可以使用示波器检查这种偏差，把示波器连接到传感器的5V电源端子和传感器接地端子之间，良好的波形应该是平直的;如果波形有毛刺，把示波器的负极表笔移到一个已知的良好接地，毛刺消失了，则说明该传感器的接地电路存在故障或者有电阻;如果毛刺仍然存在，则说明电源电路存在故障，或者电路存在电磁干扰。

4.3 传感器检测  ①电阻型传感器的检测。电位器用于测量线性或旋转的运动，输入计算机的电压应随着传感器电阻值的改变而平稳地变化。用欧姆表测量电阻值的变化，电阻应随着滑动片位置的变化而平稳和连续地变化。利用示波器检测电位计和热敏电阻，传感器波形是一个随着电压增加而上升的直流信号，电压变化应是平稳的。如果信号中有毛刺，传感器可能损坏。

②磁脉冲信号发生器的检测。磁脉冲信号发生器常用于提供车速和轮速信息。检测磁脉冲信号发生器时，拔下插接器，利用欧姆表检测线圈的电阻值。用电压表交流档的最低量程检测传感器输出信号，旋转传动轴，观察电压信号变化，电压信号应随着转速的变化而变化。也可以用示波器来检测磁脉冲信号发生器，将示波器的表笔接在传感器的两个接线柱上，信号波形应是正弦波;当转度变化时，交流信号的波幅和频率应随着变化。

③霍尔效应开关的检测。利用数字万用表检查霍尔效应开关的供电电压和接地是否正常。利用示波器检测传感器信号输出是否正常，示波器的应显示一个标准的5V或12V方波，其频率随转速的增加而增加。如果没有波形，则说明在霍尔效应开关信号线或接地线断路。如果方波的上升和下降沿倾斜，可能是脉冲轮离霍尔效应开关的磁铁太远了，或者晶体管出了故障。如果波形存在毛刺，检查接地线搭铁是否可靠，是否存在电磁干扰。

4.4 执行器检测  车身计算机系统允许使用故障诊断仪来测试执行器。技师可以激活选中的执行器来测试它们的运行情况。检测执行器的供电电压和接地情况，如果线路良好，把执行器从电路中断开，利用欧姆表测量执行器的电阻，检测执行器本身是否有故障。

大多数执行器都属于电磁设备，利用示波器可以观察执行器的动作情况。示波器能够清晰显示出电路故障;如果执行器存在机械故障，通常也会影响它的电压波形。以电磁阀的检测为例，计算机通过控制信号的脉冲宽度控制电磁阀的打开和关闭，信号中的电压尖峰是由电磁线圈的自感引起的。一个有故障的电磁阀，其波形会出现毛刺或圆角。有些执行器是由脉宽调制信号控制的，通过改变信号的脉宽、频率或电压的高低控制设备运行。

5  案例分析

一辆雪佛兰Equinox，车主反映几个电气系统时而正常，时而异常，表现为间歇性故障。连接故障诊断仪扫描车身计算机系统，存在多个故障码，故障信息显示传感器输入信号异常，反馈信号异常。询问车主，近期是否对车辆进行过维修、保养。车主反映在几星期前车辆因追尾事故，做过保险杠、前翼子板和发动机机舱盖的钣金喷漆。结合故障表现，推测这些故障现象很可能是由共同的原因引起的。检测发动机机舱内的所有搭铁线，发现机舱盖与防火墙之间的一根搭铁线脱落。将搭铁线重新安装，并确认其它搭铁线连接可靠。试车，各电气系统均恢复正常，故障排除。分析故障原因，由于搭铁线脱落，使得机舱盖形成了分布电容，在机舱中形成电磁场，干扰了车身计算机系统的正常工作。

6  结论

ASE以其系统的职业分类、科学的认证标准和严谨的考核过程，在美国汽车维修行业树立了崇高的地位和声誉。通过研究ASE针对汽车维修的认证项目、认证范围、认证要求，确定汽车维修的岗位职责、工作任务，归纳汽车维修专业的理论基础和诊断技术，对开发汽车维修职业教育课程具有重大理论借鉴和实践指导意义。

参考文献：

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