TT005-01-控制單元的輸入與輸出解析

TT005-01-控制單元的輸入與輸出解析第一頁，共35頁。目錄輸入信號(hào)處理控制單元輸出信號(hào)第一頁2第二頁，共35頁。輸入信號(hào)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ADμCRAMROM+5/12V+5/12V+輸入端控制單元CAN第二頁3第三頁，共35頁。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(dòng)機(jī)接地/車身接地的電位差造成傳感器信號(hào)干擾。5V穩(wěn)壓

以避免傳感器信號(hào)干擾，且傳感器能夠在低壓范圍可靠工作。5V的內(nèi)部控制單元電壓可以作為測量值組來使用?；魻杺鞲衅骺梢杂?V來供電，并且在信號(hào)測量過程中可以判定12V方波信號(hào)，因?yàn)榭刂茊卧獌?nèi)的上拉電阻與12V電源連接。12V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。第三頁4第四頁，共35頁。輸入信號(hào)處理控制單元的接線原理診斷傳感器電流

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ADμCRAMROM+5/12V+5/12V+輸入端控制單元CAN第四頁5第五頁，共35頁。傳感器信號(hào)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(huì)都產(chǎn)生電壓損失?？刂茊卧獌?nèi)的傳感器與電阻組合形成分壓器。測量電流會(huì)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(hào)線可以用5或12V靜態(tài)電壓或0V電壓測量。多數(shù)情況下，直角信號(hào)或脈沖信號(hào)也可以被測量。第五頁6第六頁，共35頁。輸入信號(hào)處理開關(guān)輸入信號(hào)ADμCRAMROMR=

1kOhm+12V控制單元ABBV上拉電阻萬用表DSO第六頁7第七頁，共35頁。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）?？刂茊卧恚荷侠娮桦娮瑁嚎刂茊卧獌?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?？刂茊卧獙﹂_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(dòng)器/激勵(lì)器。μC：微處理器RAM：RandomAccessMemory=讀寫存儲(chǔ)器ROM：ReadOnlyMemory=只讀存儲(chǔ)器第七頁第八頁，共35頁。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：5V持續(xù)電壓12V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。第八頁9第九頁，共35頁。DSO輸入信號(hào)處理電位計(jì)ADμCRAMROM控制單元下拉電阻R=10kOhm+12V220Ohm第九頁10第十頁，共35頁。線路原理：

為了避免滑觸頭電壓隨電位計(jì)電源波動(dòng)，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(hào)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(chǔ)存記錄！第十頁11第十一頁，共35頁。輸入信號(hào)處理NTC溫度傳感器ADμCRAMROM控制單元DSOR=1kOhm+5VV萬用表DSO_第十一頁12第十二頁，共35頁。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<5Volt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(huì)造成存儲(chǔ)單元的故障存儲(chǔ)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！第十二頁13第十三頁，共35頁。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(chǔ)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(chǔ)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）。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第十三頁14第十四頁，共35頁。輸入信號(hào)處理引起不同電位的開關(guān)ADμCRAMROM上拉電阻+12V矩形信號(hào)車門控制單元第十四頁15第十五頁，共35頁。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(hào)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(dòng)作，如：開關(guān)無動(dòng)作手動(dòng)升起車窗自動(dòng)升起車窗手動(dòng)落下車窗自動(dòng)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。第十五頁16第十六頁，共35頁。輸入信號(hào)處理電感傳感器ADμCRAMROM控制單元DSO第十六頁17第十七頁，共35頁。電感式傳感器被用作某些發(fā)動(dòng)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(huì)引起線圈內(nèi)磁場強(qiáng)度的不斷變動(dòng)，造成感應(yīng)電壓變化。這會(huì)產(chǎn)生交流電壓信號(hào)，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(hào)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(hào)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(hào)進(jìn)行記錄和評估。第十七頁18第十八頁，共35頁。DSO輸入信號(hào)處理霍爾傳感器R=

1kOhm+12VV-S+12V控制單元第十八頁19第十九頁，共35頁。霍爾傳感器通常適用于低電壓信號(hào)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?；魻杺鞲衅鞯墓ぷ髟硪话闶峭ㄟ^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?；魻杺鞲衅魉统鲭姷那闆r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(hào)作為替代線路。供電電源和信號(hào)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(hào)電壓則為12V?；魻栭_關(guān)：原則上霍爾開關(guān)與霍爾傳感器的工作原理相同。

第十九頁20第二十頁，共35頁。輸入信號(hào)處理ABS/ESP控制單元的主動(dòng)車輪傳感器DSOR=

47Ohm+_12V+_控制單元第二十頁21第二十一頁，共35頁。以根據(jù)霍爾原理工作的傳感器為例：主動(dòng)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(huì)發(fā)生變化。第二十一頁22第二十二頁，共35頁?？刂茊卧敵鲂盘?hào)控制單元的接線原理ADμCRAMROM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(

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工作電流第二十二頁23第二十三頁，共35頁。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(shí)別?？刂茊卧碾娫纯梢酝ㄟ^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(hào)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(hào)控制。PWM：正極范圍調(diào)制第二十三頁24第二十四頁，共35頁?？刂茊卧敵鲂盘?hào)R=約60–140Ohm控制單元….mA

+12VoltμC通過控制單元的繼電器控制第二十四頁25第二十五頁，共35頁。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?？刂茊卧梢岳么诉M(jìn)行自我診斷。（參見“磁閥”）根據(jù)型號(hào)和安裝結(jié)構(gòu)的不同，電阻范圍約為60-140Ohm。此情況下，流經(jīng)控制單元輸出級(jí)的電流為200mA。第二十五頁26第二十六頁，共35頁?？刂茊卧敵鲂盘?hào)通過控制單元的繼電器控制：注意事項(xiàng)測試燈12V,3Watt!!!控制單元???A

μC???A

+12V第二十六頁27第二十七頁，共35頁。一個(gè)12V/3Watt-測試燈，通過其PTC表現(xiàn)，熱電流為250mA。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(jí)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(dòng)繼電器（此時(shí)為200mA）。注意：測試燈可能損壞控制單元！第二十七頁28第二十八頁，共35頁?？刂茊卧敵鲂盘?hào)電磁閥控制控制單元+

12VN….μCDSO第二十八頁29第二十九頁，共35頁。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?？刂茊卧梢岳么诉M(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(hào)進(jìn)行控制。宜采用DSO以避免測量時(shí)錯(cuò)誤注釋！第二十九頁30第三十頁，共35頁?？刂茊卧敵鲂盘?hào)用電器的功率控制：限制電流大小+12V控制單元R=470OhmDSODSOf=1tt=1f第三十頁31第三十一頁，共35頁。f=頻率t=DSOX軸的信號(hào)周期可以用三分律來計(jì)算有效電壓。利用PWM信號(hào)來控制或調(diào)整用電器?？刂疲簝x表和標(biāo)記符號(hào)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，由此可以在電壓升高或降低的情況下，相應(yīng)縮小或增大脈沖范圍。根據(jù)頻率、PWM信號(hào)調(diào)