智能汽車傳感器檢測 課件 01 電子控制基礎(chǔ) V1

版本號：2020V1智能汽車傳感器檢測智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠區(qū)分不同的電子信號能夠區(qū)分不同傳感器的信號特征能夠區(qū)分不同執(zhí)行器的控制特征2能夠描述電子控制技術(shù)的發(fā)展階段、模塊化控制的基本組成及電子信號的特征能夠解釋傳感器功能特點、信號特征能夠解釋執(zhí)行器功能特點、控制特征能夠解釋控制模塊控制特點、基本結(jié)構(gòu)能夠踐行工匠精神能夠培養(yǎng)認(rèn)真工作精神能夠?qū)唵蔚募夹g(shù)文章劃出關(guān)鍵詞并總結(jié)歸納能夠傾聽并作出合理反饋能夠盡可能準(zhǔn)確表達(dá)自己的想法能夠與人形成團隊友好合作技能點知識點思政素養(yǎng)點智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

任務(wù)委托3為了提升新入職員工汽車電子控制技術(shù)方面的基礎(chǔ)水平，服務(wù)經(jīng)理希望開展電子控制基礎(chǔ)方面的內(nèi)訓(xùn)；作為專業(yè)技師的您接到服務(wù)經(jīng)理的任務(wù)委托，要求您來講解電子控制基礎(chǔ)課內(nèi)容，內(nèi)容需要包含：電子控制的概述傳感器介紹執(zhí)行器介紹控制模塊介紹內(nèi)訓(xùn)組織會有其他部門來提供協(xié)助，您主要工作內(nèi)容是為新入職技師講解上述課程內(nèi)容。請準(zhǔn)備相關(guān)知識和技能并講解、展示。電子控制的概述-電子控制技術(shù)發(fā)展4智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

第一階段1974年以前為第一階段，是汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的初級階段，主要產(chǎn)品有：交流發(fā)電機；電子式電壓調(diào)節(jié)器；電子式閃光器；電子控制式喇叭；電子式間歇刮水控制器、汽車收音機、電子點火控制器、數(shù)字時鐘等。電子控制的概述-電子控制技術(shù)發(fā)展5智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

第二階段從20世紀(jì)70年代中期到80年代中期，主要是發(fā)展專用的獨立系統(tǒng)。1967年德國的博世（BOSCH）公司D型電子控制燃油噴射系統(tǒng)L型電子控制燃油噴射系統(tǒng)1970年美國福特汽車公司電子控制防滑（防抱死）裝置電子控制技術(shù)應(yīng)用于變速器,即為“自動變速器”1976年美國克萊斯勒汽車公司微機控制的電子點火系統(tǒng)電子控制的概述-電子控制技術(shù)發(fā)展6智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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第三階段從20世紀(jì)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。同時控制點火時刻廢氣再循環(huán)二次空氣噴射點火線圈對處于壓縮行程上止點和排氣上止點的兩個氣缸同時點火部分廢氣吸入氣缸，減少NOx產(chǎn)生空氣泵將新鮮空氣送入排氣管，減少HC和CO的排放量電子控制的概述-電子控制技術(shù)發(fā)展7智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

第四階段從20世紀(jì)90年代中期開始,主要是研究發(fā)展車輛的智能控制技術(shù),開發(fā)人工智能系統(tǒng)來實現(xiàn)對車輛的控制。智能控制技術(shù)安全氣囊（SRS）GPSEPS主動懸架系統(tǒng)電子控制的概述-模塊化控制基本組成8智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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傳感器傳感器是感知信息的部件，向控制單元反饋汽車運行狀況、駕駛員操作請求等信息。傳感器組成：敏感元件：將被測量參數(shù)通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系的非電量或其它量；轉(zhuǎn)換元件：將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量；測量電路：將輸入的電參量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等可測電量，便于顯示、記錄、控制和處理的部分。電子控制的概述-模塊化控制基本組成9智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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控制單元控制單元是電子控制系統(tǒng)的核心部件，被廣泛應(yīng)用，并且集成度越來越高控制單元功能有：指令控制：接收來至傳感器的信息，經(jīng)信息處理后發(fā)出相應(yīng)的控制指令給執(zhí)行器；電源電壓：為傳感器提供參考電壓：如2V、5V、9V或12V；其他功能：存儲、計算、分析處理信息，輸出故障信息，完成多種控制功能。電子控制的概述-模塊化控制基本組成10智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)執(zhí)行器執(zhí)行器即執(zhí)行元件，用于執(zhí)行控制單元的專項指令，從而完成控制目的。執(zhí)行器直接驅(qū)動部件有：指示燈；電機；電磁閥；繼電器等。電子控制的概述-電子信號控制11智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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幅值幅值：指電信號在特定點上出現(xiàn)時的電壓值。在某一個時間點上的電壓值，即是該時間點的幅值，通常表示電壓值的大小。電子控制的概述-電子信號控制12智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

頻率頻率：指單位時間內(nèi)周期的次數(shù)，通常指每秒的循環(huán)次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。周期：指電信號在兩個事件或循環(huán)之間的時間，常用的單位是秒（s），周期的倒數(shù)既是頻率。例如：高壓電機冷卻水泵控制信號的周期是不變的，我們采用負(fù)斜率觸發(fā)點來進(jìn)行識別，其周期3.3ms；周期=1/頻率，因此信號頻率：1/3.3ms=303Hz。電子控制的概述-電子信號控制13智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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形狀形狀：指電信號的外形特征，包括：曲線；輪廓；拐角邊沿（上升沿、下降沿）等。電子控制的概述-電子信號控制14智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

脈沖寬度（1/2）脈沖寬度：指電信號觸發(fā)所占周期的時間，其單位通常用秒（s）或毫秒（ms）表示。當(dāng)頻率一定時，脈沖寬度和占空比是一一對應(yīng)的；脈寬調(diào)制的控制方式也可稱為占空比控制方式。@資源庫：3-1占空比信號特征電子控制的概述-電子信號控制15智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

占空比：指電信號觸發(fā)的時間占周期的百分比，單位是%，占空比觸發(fā)方式分為兩種：正觸發(fā)（供電控制）；負(fù)觸發(fā)（搭鐵控制）。右圖所示，通過增加觸發(fā)時間加大信號的控制強度，但電信號的周期是不變的。脈沖寬度（2/2）電子控制的概述-電子信號控制16智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

陣列陣列：指信號中重復(fù)的圖形組成特有的信息，通常的形式是信號組成的圖形，因此又將陣列稱為圖形。右圖所示，信號1和信號2都是由重復(fù)的圖形組成特有的信號。電子控制的概述-電子信號分類17智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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直流（DC）信號直流電：指方向和時間不作周期性變化的電壓或電流。直流信號僅使用幅值的特征。直流信號電器部件：由蓄電池提供工作電壓或由控制模塊提供參考電壓的傳感器和裝置。右圖為蓄電池電壓信號的波形，電壓平穩(wěn)，波形的方向沒有變化，也沒有周期變化，近似一條直線。電子控制的概述-電子信號分類18智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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交流（AC）信號交流電：指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流。交流信號具有幅值、頻率和形狀的特征。右圖為發(fā)電機發(fā)出的未經(jīng)整流的電流，它是正弦波交流電，其幅值、形狀和頻率均作周期變化。電子控制的概述-電子信號分類19智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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頻率調(diào)制信號頻率調(diào)制信號：又稱為數(shù)位輸入信號，調(diào)頻信號具有幅值、頻率、形狀的特征。頻率調(diào)制信號部件：車輪轉(zhuǎn)速傳感器、電機轉(zhuǎn)速傳感器等。電子控制的概述-電子信號分類20智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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脈寬調(diào)制（占空比）信號脈寬調(diào)制信號：指利用脈寬時間或占空比來實現(xiàn)控制的信號。脈寬調(diào)制信號具有幅值、頻率、形狀、脈沖寬度的特征。脈寬調(diào)制信號電路、部件：加速踏板位置傳感器、動力電池冷卻風(fēng)扇等。電子控制的概述-電子信號分類21智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

串行數(shù)據(jù)信號車輛上最復(fù)雜的信號是串行數(shù)據(jù)信號，信號在通訊時同時使用了5種特征。串行數(shù)據(jù)信號類型：LIN網(wǎng)絡(luò)通訊信號；CAN網(wǎng)絡(luò)通訊信號等。@資源庫：3-3低速信號網(wǎng)絡(luò)@資源庫：3-4高速網(wǎng)絡(luò)信號特征傳感器介紹-車輛傳感器的功能特點22智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

有源式如右圖所示，車身高度傳感器需要外加電源才能輸出電信號，常配合有電壓測量電路和放大器。有源式傳感器有：電阻式；霍爾式；電容式等。@資源庫：3-3車輛傳感器的功能特點傳感器介紹-車輛傳感器的功能特點23智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

無源式無源式即為能量控制型傳感器，無需外接電源就能輸出電信號。無源式傳感器有：磁電式；壓電式等傳感器。傳感器介紹-傳感器信號特征24智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

模擬信號模擬信號：指用連續(xù)變化的物理量表示的信息。模擬信號的幅度，或頻率，或相位隨時間作連續(xù)變化。例如：車輛的高壓驅(qū)動電機溫度傳感器傳遞的信號都是模擬信號。@資源庫：3-6車輛傳感器的功能特點傳感器介紹-傳感器信號特征25智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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數(shù)字信號數(shù)字信號：指電壓或電渦流在幅值上和時間上是離散、突變的信號。數(shù)字信號用示波器檢測時，以方波形式體現(xiàn)。例如：車輛的霍爾式的轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等傳遞的都是數(shù)字信號。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器功能特點26智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

發(fā)光類汽車上常見的發(fā)光類執(zhí)行元件為燈泡類：如大燈、室內(nèi)燈、背景照明燈、儀表指示燈等。@資源庫：3-7車輛執(zhí)行器功能特點執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器功能特點27智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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電機類電機類的執(zhí)行器在汽車電控系統(tǒng)應(yīng)用最廣，包括：高壓驅(qū)動電機；車窗升降電機；座椅移動電機；駐車制動執(zhí)行器電機；電子水泵等。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器功能特點28智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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電磁閥類電磁閥類的執(zhí)行器在汽車電控系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，例如高壓充電槍鎖止電磁閥等。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器功能特點29智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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蜂鳴類蜂鳴類的執(zhí)行器通常用于報警提示音。例如集成在組合儀表內(nèi)的蜂鳴器或新能源車輛上的行人警示器等。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器功能特點30智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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加熱類功能：將電能轉(zhuǎn)換為熱能，車輛上采用加熱元件的部件有：座椅加熱；后視鏡加熱；風(fēng)擋加熱；點煙器等。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器功能特點31智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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變壓類功能：把直流高壓電變成直流低壓電。例如：14伏電源模塊等。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器控制特征32智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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通斷式通斷式：是指控制單元直接輸出導(dǎo)通指令或者斷開指令。例如：繼電器的控制；門鎖電機的控制等。執(zhí)行器介紹-車輛執(zhí)行器控制特征33智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

脈寬調(diào)制式采用脈寬調(diào)制信號的執(zhí)行器應(yīng)用廣泛，例如：空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機控制模塊介紹-控制模塊控制特點34智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

開關(guān)信號控制控制模塊對執(zhí)行器的控制還具有開關(guān)信號控制和PWM信號控制。開關(guān)信號控制只存在兩種狀態(tài)，借助開關(guān)信號，實現(xiàn)：執(zhí)行器開啟控制；執(zhí)行器關(guān)閉控制（例如散熱風(fēng)扇）?？刂颇K介紹-控制模塊控制特點35智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

PWM信號控制數(shù)字輸出信號可以以PWM信號的形式給出。PWM信號：指具有恒定頻率和可變占空比的方波信號。該信號可以將特定的執(zhí)行器控制在任意工作狀態(tài)（加速踏板和車內(nèi)氛圍燈等）?？刂茊卧榻B-模塊基本結(jié)構(gòu)36智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

控制模塊作為電子控制系統(tǒng)的核心部件，組成部件有：電壓調(diào)節(jié)器；輸入信號處理；輸入存儲器；中央處理單元；程序存儲器；輸出存儲器；輸出信號處理?？刂茊卧榻B-模塊基本結(jié)構(gòu)37智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

電壓調(diào)節(jié)器控制模塊和各種傳感器要求參考電壓極其穩(wěn)定，控制模塊設(shè)有自己的內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器，向控制模塊提供精確調(diào)整的電壓。不同控制模塊提供不同電壓5V12V9V控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)38智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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輸入信號處理（1/7）微處理器不能直接處理控制模塊收到的信號，而是將每個輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信號組合：“1”代表有電壓；“0”代表無電壓。控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)39智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；典型的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC），它由：1根輸入線；與存儲器相連的8根輸出線；進(jìn)行實際模數(shù)轉(zhuǎn)換的電子電路組成。ADC輸入端加上模擬電壓后，電路將在其輸出端產(chǎn)生數(shù)字信號。輸入信號處理（2/7）控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)40智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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ADC將模擬直流電壓轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的時間很短，轉(zhuǎn)換過程以微秒計。輸入信號處理（3/7）控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)41智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

交流-直流轉(zhuǎn)換器：將傳感器向控制模塊提供的交流（AC）電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?。交流信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號過程：3個不同的轉(zhuǎn)換過程。前兩個過程是通過交流-直流轉(zhuǎn)換器的裝置將交流電壓轉(zhuǎn)換為模擬直流電壓；第三個轉(zhuǎn)換過程則由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)數(shù)字信號。@資源庫：3-8模塊穩(wěn)壓與取樣輸入信號處理（4/7）控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)42智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

第一個過程中：交流信號經(jīng)普通的橋式全波整流器轉(zhuǎn)換為脈動直流信號。左圖為典型的整流器電路。輸入信號處理（5/7）交流信號在點A和B加到橋式整流電路上，在點C和D得到整流后的輸出電壓。在交流信號的正半波，二極管1和3導(dǎo)通，而2和4被反向偏置。輸出信號的極性為C點正極，D點負(fù)極。在交流信號的負(fù)半波，二極管2和4導(dǎo)通，1和3被反向截止。輸出信號的極性仍為C點正極，D點負(fù)極；右圖為信號上下兩部分都經(jīng)過整流后的波形?？刂茊卧榻B-模塊基本結(jié)構(gòu)43智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

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第二過程：整流波形轉(zhuǎn)為模擬電壓信號。采用平均電路，脈動直流電壓轉(zhuǎn)換成與脈動電壓做功能力等效的平均電壓；輸入信號經(jīng)整流，轉(zhuǎn)換為等效平均電壓后成為標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬電壓。第三過程：再經(jīng)第三步模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換（ADC）也是最后的轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號。輸入信號處理（6/7）控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)44智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

頻率-直流電壓轉(zhuǎn)換器傳感器輸出變化的頻率方波經(jīng)頻率－直流電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為中央處理單元可接受的信號；頻率-直流電壓轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為直流電壓，該電壓發(fā)送至模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）；ADC將產(chǎn)生直流電壓值的二進(jìn)制數(shù)。輸入信號處理（7/7）控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)45智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

信號輸入：輸入信號進(jìn)入輸入信號處理器，輸入處理部分轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)。信號傳輸：輸入信號經(jīng)處理后，以8位二進(jìn)制數(shù)的形式送往存儲器。輸入存儲器控制單元介紹-模塊基本結(jié)構(gòu)46智能汽車傳感器檢測---學(xué)習(xí)情境1

電子控制基礎(chǔ)

程序存儲器包括：隨機存儲器（RAM）、?；畲鎯ζ鳎↘AM）和可編程只讀存儲器（PROM）。程序存儲器隨機存儲器（RAM）數(shù)據(jù)的存儲和提取由中央處理單元（CPU）控制，以避免存儲器中的數(shù)據(jù)在更新的同時被調(diào)用。在斷電后RAM中的數(shù)據(jù)就會丟失。