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說說汽車電腦的數(shù)據(jù)存儲方式——為什么電瓶斷電很多數(shù)據(jù)就丟失了

2019-04-30 15:47
老侯解車
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汽車長時間停放后,電瓶由于自放電的原因,會徹底沒電了,即使打開鑰匙門汽車也沒有任何反應,儀表燈都不亮。此后當我們換上新電瓶后,卻發(fā)現(xiàn)行車電腦里面的很多數(shù)據(jù)都丟失了,比如系統(tǒng)時間歸零、小里程表歸零、車窗一鍵升降功能失效、故障碼消失,等等,甚至還有一些車型會發(fā)生防盜系統(tǒng)鎖死、音響鎖死、發(fā)動機無法啟動等現(xiàn)象。這究竟是怎么回事呢?為什么電瓶斷電,汽車電腦里面的數(shù)據(jù)就會丟失呢?下面我們來分析一下這個問題。

現(xiàn)在的汽車都是非常智能化的,發(fā)動機、變速箱、車身、制動、轉向等各種系統(tǒng)都是通過電子控制來完成的,這就需要一個電控單元來完成這項工作,即俗稱的汽車電腦。一般汽車上不同的總成使用不同的控制單元,它們的名稱也不一樣,比如控制發(fā)動機的稱為ECU,控制變速箱的稱為TCU,控制車身的稱為ECM,等等,還有一些單獨控制某些系統(tǒng)的電控單元,比如控制制動系統(tǒng)的ABS控制單元、控制電動助力轉向系統(tǒng)的EPS控制單元,等等。也有些車型把發(fā)動機和變速箱的電控單元合二為一,統(tǒng)稱為ECU。

這些汽車電腦在結構上都屬于單片機。所謂的單片機,是相對于普通的微型計算機而言的。典型的微型計算機,包括運算器、控制器、存儲器、輸入輸出接口這四個基本組成部分,一般把運算器和控制器封裝在一塊芯片上,這就是我們所熟知的中央處理器(CPU),而存儲器和輸入輸出接口都是獨立存在的;如果把這四部分都集成在一塊芯片上,這樣的芯片就稱為單片微型計算機,簡稱單片機。這種單片機在我們的生活中是大量存在的,小到收音機、洗衣機、電視機等常用家用電器,大到汽車、飛機、輪船等各種機械設備,幾乎都是使用單片機來控制。

我們還是來看汽車上的單片機,也就是我們常說的汽車電腦。它們之所以能控制汽車的運行,是因為它的內部存儲了相應的控制程序。比如說發(fā)動機控制單元ECU,它根據(jù)發(fā)動機上各種傳感器傳遞過來的信號,與ECU內部存儲的控制程序相對比,計算出最佳的數(shù)據(jù)后,發(fā)出控制信號給發(fā)動機,控制噴油器的噴油脈寬和點火正時;在比如自動變速箱控制單元TCU,它根據(jù)車速、節(jié)氣門位置等信號,與TCU內部存儲的控制程序向對比,計算出最佳的數(shù)據(jù)后,發(fā)出控制信號給變速箱,讓變速箱切換到最合適的檔位上;其它的各控制單元也同樣如此,都是按照預定程序自動地對各種傳感器的輸入信號進行處理,然后輸出信號給執(zhí)行器,從而控制汽車的運行。

大家需要理解這一點:汽車電腦中的各種控制程序,是車企經過大量實驗和實際的汽車運行數(shù)據(jù)采集,而優(yōu)化計算出來的最佳結果,這個過程通常需要幾十年的技術積累,不是一朝一夕就能完成的。所以那些“百年車企”的實力絕對不容小覷,它們豐富的經驗絕對不是那些“造車新勢力”在幾年之內就能追趕得上的。比如豐田對自動變速箱的調校,大眾對雙離合變速箱的調校,奔馳對汽車乘坐舒適性及豪華氛圍的營造,寶馬對汽車操控性能的調校,等等,都是非常有歷史沉淀的。

上文說了,汽車的電腦中存儲了汽車的控制程序,這些控制程序都是儲存在單片機的存儲器中的。汽車單片機的存儲器事實上分為兩個部分,一部分是程序存儲器,也稱為只讀存儲器或固件存儲器,英文簡稱ROM。它的容量一般比較大,用來存儲汽車的原始的、沒有經過修正的控制程序,即汽車出廠時車企輸入到汽車電腦中的程序。這個程序在沒有經過廠家的授權之前,任何人都是無權改動的,即使把汽車斷電、把電腦拆下來,這些程序仍然會存儲在電腦中,既不會改變,也不會消失。說白了它就類似于電腦中的C盤,只要不是重新做系統(tǒng),它就不會有任何的改變。

存儲器的另一部分是臨時存儲器,英文簡稱RAM,它是用來存儲汽車運行中各種變量和傳感器參數(shù),以及汽車運行過程中產生的故障碼、自適應學習值,等等,還有一些對汽車運行關系不大的簡單程序以及后期各種人為的設置,比如一鍵升窗、時間、密碼等。汽車電腦在運行時,一般會把這些數(shù)據(jù)做為修正值來使用。但是這些數(shù)據(jù)都是臨時存儲在單片機中的,只要斷電,這些數(shù)據(jù)就會消失。類似于我們手機或電腦中的緩存,只要我們把電池拆下來,這些緩存就消失了。

由于RAM的存在,汽車就有了神奇的自適應學習的能力。比如說,汽車的節(jié)氣門有積碳,怠速時節(jié)氣門開度會變大,這個參數(shù)會臨時存儲在RAM中,ECU在調控發(fā)動機怠速時做為修正值來參考使用,仍然能保持發(fā)動機穩(wěn)定的怠速;但是當我們清洗節(jié)氣門后,或者把電瓶斷電,這個參數(shù)就消失了,ECU就會按照ROM中的程序來調控發(fā)動機怠速,這樣發(fā)動機就會出現(xiàn)怠速抖動、怠速過高等故障。一般這種情況下我們就需要用維修電腦來給ECU做匹配,或者讓汽車運行一段時間自動的適應,其實就是一個將臨時數(shù)據(jù)寫入RAM的過程。

再比如,我們的汽車在跑完高速后,會感覺變得更“通透”了,加速更順暢了,變速箱換檔更積極了。這也是汽車電腦自適應學習的功勞,F(xiàn)在的汽車高度智能化,它會記錄汽車日常的運行數(shù)據(jù),并把它默認成你的駕駛習慣。如果我們經常在城市中駕駛,長時間處于怠速、低速、低檔位行駛狀態(tài),汽車電腦會將這些參數(shù)記錄下來,并以此來控制車輛,慢慢的你的車就會變得油門反應遲鈍,加速變慢,換檔遲緩,處于一種“鈍化”狀態(tài),就像一個人,長時間不運動就會變得非常懶惰一樣;而汽車在高速行駛時,發(fā)動機處于高轉速、高負荷、高檔位狀態(tài),經常急加速和急減速,汽車處于一種非常激進的亢奮狀態(tài),汽車電腦也會將這些參數(shù)記錄下來,并據(jù)此來控制車輛,漸漸的你的車就會變得油門反應靈敏,加速迅猛,換檔積極,處于一種良好的積極進取狀態(tài)。所以,汽車跑完高速后油門變得更靈敏,不是汽車本質發(fā)生了什么變化,而是你的駕駛習慣改變了,而汽車的自適應學習功能又適應了這種變化。但是這些參數(shù),同樣會在汽車斷電后消失,因為它們也是臨時存儲在RAM中的。

那么為什么我們關點火開關時這些數(shù)據(jù)不會丟失呢?這是因為汽車上所有的控制單元都有專門的供電線路,這些線路不受點火開關的控制。即使關閉點火開關,它們仍然有電源供給,這樣就能保證數(shù)據(jù)不會丟失。但是如果我們斷開電瓶的連接線,相當于把汽車上所有的電氣設備都斷了電,這些臨時的數(shù)據(jù)就會丟失了。

有人會說,那為什么不把這些參數(shù)或功能都寫入ROM中呢?這樣在汽車斷電后這些數(shù)據(jù)就不會丟失了。其實這主要是從安全性方面考慮的。汽車在運行中會不斷的產生新的數(shù)據(jù),如果這些數(shù)據(jù)都儲存起來,汽車電腦需要一個龐大的存儲器,并具有超強的運算能力,但事實上單片機的存儲量和運算能力都是有限的,所以不能無限的存儲,另外也要防止外來數(shù)據(jù)對固有程序的影響;而RAM是一種循環(huán)式的存儲器,容量是固定的,新的數(shù)據(jù)會自動替換舊的數(shù)據(jù)。正因為如此,汽車電腦中的RAM是非常昂貴的,容量通常都比較小。這就像我們在電腦上下載應用軟件,一般不會把它安裝到C盤里,就是為了避免C盤過于臃腫,影響電腦的運行速度。

最后總結全文:汽車之所以斷電后電腦中的數(shù)據(jù)就會丟失,主要的原因就是這些數(shù)據(jù)都是存儲在臨時存儲器中的。如果我們不想讓它們丟失,在更換電瓶時就要連接一個備用電瓶,讓汽車電腦始終保持供電。另外我們在查找汽車故障時一定要先讀取故障碼然后再斷電,因為故障碼也是臨時存儲在RAM中的,斷電后也會消失。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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