1、V-TT-005 控制單元的輸入與輸出,控制單元輸入與輸出信號,1,目錄,輸入信號處理,控制單元輸出信號,2,輸入信號處理,控制單元的接線原理,傳感器電流,診斷,電位計(jì)/壓力傳感器,溫度傳感器,霍爾傳感器,開關(guān)/霍爾開關(guān)/列德開關(guān),電源 傳感器,+ 5/12 V,+ 5/12 V,+,輸入端,控制單元,CAN,3,傳感器電源 許多傳感器需要電源。 電源可以通過外部供給或直接由控制單元提供。 若由控制單元提供，則存在下列特性： 傳感器接地接地可以直接來自控制單元，以避免由于發(fā)動機(jī)接地/車身接地的電位差造成傳感器信號干擾。 5 V穩(wěn)壓以避免傳感器信號干擾，且傳感器能夠在低壓范圍可靠工作。 5V的內(nèi)

2、部控制單元電壓可以作為測量值組來使用。 霍爾傳感器可以用5V來供電，并且在信號測量過程中可以判定12V方波信號，因?yàn)榭刂茊卧獌?nèi)的上拉 電阻與12V電源連接。 12 V電源根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以用12V替代5V來給傳感器供電。,4,輸入信號處理,控制單元的接線原理,5,傳感器信號特性 原則上存在下列規(guī)則： 或是測量電流直接流向傳感器，或是測量電流從傳感器流入控制單元。 兩種情況下，通過拔出或插入電阻會都產(chǎn)生電壓損失。 控制單元內(nèi)的傳感器與電阻組合形成分壓器。 測量電流會造成電壓損失，而分流電壓等于控制單元的測量值。 連接傳感器的開放式信號線可以用5或12V靜態(tài)電壓或0V電壓測量。 多數(shù)情況下，直角信

3、號或脈沖信號也可以被測量。,6,輸入信號處理,開關(guān)輸入信號,R = 1 kOhm,+ 12 V,控制單元,A,B,B,V,上拉 電阻,萬用表,DSO,7,該連接相當(dāng)于控制單元與接觸開關(guān)的連接（門觸點(diǎn)、罩殼觸電、車后門把手等） 。 控制單元原理： 上拉 電阻電阻： 控制單元內(nèi)的電阻作為分壓器預(yù)制于傳感器或開關(guān)前。 傳感器或開關(guān)將通常為5或12V的預(yù)壓電位計(jì)接地。 控制單元對開關(guān)狀態(tài)的電壓值進(jìn)行分析（此情況0或12V）。 A/D：模擬電壓值，無論其可變與否，都在控制單元內(nèi)進(jìn)行數(shù)字化并處理，然后必要情況下作為模擬值再次模擬化以控制制動器/激勵(lì)器。 C：微處理器 RAM：Random Access M

4、emory = 讀寫存儲器 ROM：Read Only Memory = 只讀存儲器,由控制單元在上拉 電阻電阻前供給電壓。 根據(jù)系統(tǒng)哦不同，電壓可以不同： 5 V 持續(xù)電壓 12 V 持續(xù)電壓 電壓脈沖及直角電壓 每個(gè)開關(guān)在接通時(shí)通常由控制單元的電壓來測量。 電流流經(jīng)每個(gè)閉合開關(guān)，并由此提高了控制單元的電耗。 因此，車輛電氣中電子設(shè)備的設(shè)計(jì)旨在車輛鎖合后，所有處于待機(jī)模式的開關(guān)（車門和罩殼接觸開關(guān)、車門鎖開關(guān)）都處于 打開 狀態(tài)，以降低電流耗值。 脈沖技術(shù)中（如果使用）還有擴(kuò)展故障診斷功能。,9,DSO,輸入信號處理,電位計(jì),控制單元,下拉電阻,R = 10 kOhm,+ 12 V,220

5、Ohm,10,線路原理： 為了避免 滑觸頭電壓隨電位計(jì)電源波動，通常用控制單元來對電源進(jìn)行穩(wěn)壓。 為了能夠在整車電源低壓狀態(tài)下使用電位計(jì)值，電源電壓要始終明顯低于整車電壓。 這同樣也適用于所有用來進(jìn)行信號采集的電阻。 由于測量儀表的遲緩，電位計(jì)的“誤差”無法或很難用萬用表判定。 因此有必要采用DSO進(jìn)行誤差檢測。 對于這種故障類型，可以不必進(jìn)行故障儲存記錄！,11,輸入信號處理,NTC溫度傳感器,控制單元,DSO,R = 1 kOhm,+ 5 V,V,萬用表,DSO,_,12,在寫入模式下可以記錄NTC的特征線。 NTC特征線在高溫時(shí)呈平緩趨勢，因此NTC僅適用于低溫測量。 對于極端高溫應(yīng)采用

6、PTC電阻（如排氣溫度）。 特征線在PTC情況下成水平逆轉(zhuǎn)。 上拉 電阻電阻與NTC形成分壓器。 分流電壓為控制單元的測量值。 根據(jù)溫度，電壓始終在0和5 Volt之間，因?yàn)殡娏骰芈肥冀K閉合。 所有其他電壓均不可信，并可能會造成存儲單元的故障存儲記錄。 遇到錯(cuò)接，正常情況下，發(fā)射器的電壓不得為0或5V！,13,斷路或?qū)φ龢O短路， 控制單元接線柱的電壓始終為5或大于5V，由此故障存儲顯示斷路/對正極短路. 。 對地短路 控制單元接線柱的電壓始終約為0V，由此故障存儲顯示接地短路. 對于正短路和接地短路，哪怕是偶發(fā)，均可以通過DSO記錄模式的來發(fā)現(xiàn)故障（測量波形時(shí)，敲拍電纜束或元器件連接部位）。

7、一般溫度傳感器的工作電壓為5V. 通常脈沖電壓。 脈沖電壓有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 節(jié)省測量電流 NTC的流經(jīng)電流在電阻中轉(zhuǎn)換成熱能，即電流加熱電阻，并由此 干擾測量結(jié)果。所以脈沖電流可以避免干擾,14,輸入信號處理,引起不同電位的開關(guān),上拉 電阻,+ 12 V矩形信號,車門控制單元,15,車門控制單元給開關(guān)導(dǎo)線供給矩形電壓。 通過將不同電阻接地或直接接地，可以在信號線上產(chǎn)生5種不同的電壓。 可以對控制單元中的不同電平（ +/- 公差）各自分配一個(gè)特定動作，如： 開關(guān)無動作 手動升起車窗 自動升起車窗 手動落下車窗 自動落下車窗 通常，測量值組中的每個(gè)開關(guān)都存在各自開關(guān)狀態(tài)的顯示。 因此，只有在偶發(fā)故障或

8、測量值不可靠的情況下才需要對開關(guān)或線路進(jìn)行檢查。,16,輸入信號處理,電感傳感器,控制單元,DSO,17,電感式傳感器被用作某些發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器或舊款車輛ABS速度傳感器。 電感傳感器由一個(gè)永磁鐵和一個(gè)感應(yīng)線圈構(gòu)成。 經(jīng)過傳感器的齒扇會引起線圈內(nèi)磁場強(qiáng)度的不斷變動，造成感應(yīng)電壓變化。 這會產(chǎn)生交流電壓信號，其頻率與轉(zhuǎn)速相關(guān)。 振幅大小取決于氣隙和轉(zhuǎn)速。 連接傳感器的導(dǎo)線根據(jù)信號的敏感性要求而要求屏蔽。 用萬用表進(jìn)行檢查只能做以下情況： 電阻測量 轉(zhuǎn)速情況下的交流電壓測量 大多數(shù)情況下建議采用DSO進(jìn)行檢測。 用DSO可以對信號圖進(jìn)行分析。 對于某些故障還建議對傳感輪滿轉(zhuǎn)一周的信號進(jìn)行記錄和評估

9、。,18,DSO,輸入信號處理,霍爾傳感器,R = 1 kOhm,+ 12 V,V,-,S,+,12 V,控制單元,19,霍爾傳感器通常適用于低電壓信號的應(yīng)用場合。傳感器通過上拉 電阻電阻降低控制單元預(yù)壓的電位。 霍爾傳感器的工作原理一般是通過電子開關(guān)（三極管開關(guān)）將一個(gè)由控制單元預(yù)壓的電位接地。 人們通常錯(cuò)誤地認(rèn)為，正電壓來自傳感器的轉(zhuǎn)速傳感器。 霍爾傳感器送出電的情況極為罕見！ 因此，為了便于理解，在霍爾傳感器上標(biāo)出三極管開關(guān)符號作為替代線路。 供電電源和信號電源可能因系統(tǒng)而完全不同！ 例：一個(gè)傳感器可能用5V供電，而信號電壓則為12V。 霍爾開關(guān)： 原則上霍爾開關(guān)與霍爾傳感器的工作原理相

10、同。,20,輸入信號處理,ABS/ESP 控制單元的主動車輪傳感器,DSO,R = 47 Ohm,+,_,12 V,+,_,控制單元,21,以根據(jù)霍爾原理工作的傳感器為例： 主動車輪傳感器 傳感器為2極，并由帶電控制單元供電。 因此，傳感器在車輪靜態(tài)時(shí)也可進(jìn)行診斷。 更換磁極時(shí)，傳感器的內(nèi)置電阻發(fā)生變化，并產(chǎn)生2種不同的電流強(qiáng)度。 通過不同的電流，上拉 電阻的壓降值會發(fā)生變化。,22,控制單元輸出信號,控制單元的接線原理,控制單元,輸出端子,電源正極,電源負(fù)極,輸出,噴油閥,+,+,磁閥,白熾燈,( ),( ),工作電流,23,線路圖中的功率、正和負(fù)連接通?？梢酝ㄟ^較大的電纜截面來識別。 控制

11、單元的電源可以通過電源接線或獨(dú)立接線來實(shí)現(xiàn)連接。 對于新的控制單元，執(zhí)行器通常由抗短路的輸出端子控制（對于一些老車型上的控制單元，檢測輸出電路如果誤操作短路可能燒控制單元）。 對于新的亮度控制和電壓限制的應(yīng)用情況，可以利用PWM信號來控制白熾燈。 根據(jù)用途的不同，可以對磁閥進(jìn)行接通、脈沖連接或通過PWM信號控制。 PWM：正極范圍調(diào)制,24,控制單元輸出信號,R = 約60140 Ohm,控制單元,.mA,+12 Volt, C,通過控制單元的繼電器控制,25,繼電器通常被控制單元用來控制負(fù)極。 在無控制的狀態(tài)下，則通過控制單元輸出端繼電器的線圈供給電壓。 控制單元可以利用此進(jìn)行自我診斷。（參

12、見“磁閥”） 根據(jù)型號和安裝結(jié)構(gòu)的不同，電阻范圍約為 60-140 Ohm。 此情況下，流經(jīng)控制單元輸出級的電流為200 mA。,26,控制單元輸出信號,通過控制單元的繼電器控制：注意事項(xiàng),測試燈12 V, 3 Watt!,控制單元,? A, C,? A,+ 12 V,27,一個(gè)12 V/3 Watt - 測試燈，通過其PTC表現(xiàn)，熱電流為250 mA。冷電流約高出10倍! 這就意味著，接通瞬間流經(jīng)控制單元輸出級的電流約為2.5A。 不過出于經(jīng)濟(jì)考慮，采用晶體管設(shè)計(jì)來帶動繼電器（此時(shí)為200mA）。 注意： 測試燈可能損壞控制單元！,28,控制單元輸出信號,電磁閥控制,控制單元,+ 12 V,

13、N., C,DSO,29,在無控制的狀態(tài)下，則通過控制單元輸出端磁閥的線圈供給電壓。控制單元可以利用此進(jìn)行自我診斷。 磁閥多數(shù)情況下被控制單元用來控制負(fù)極。根據(jù)用途的不同可以對其進(jìn)行接通、脈沖連接或通過PWM信號進(jìn)行控制。 宜采用DSO以避免測量時(shí)錯(cuò)誤注釋！,30,控制單元輸出信號,用電器的功率控制：限制電流大小,+,12 V,控制單元,R = 470 Ohm,DSO,DSO,f =,1,t,t =,1,f,31,f =頻率 t =DSO X軸的信號周期 可以用三分律來計(jì)算有效電壓。 利用PWM信號來控制或調(diào)整用電器。 控制：儀表和標(biāo)記符號照明. 調(diào)整：按需調(diào)整的燃料泵、散熱器風(fēng)扇. 利用PWM-調(diào)制可以對能耗元件的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，由此可以