TT005-01-控制單元的輸入與輸出

1、V-TT-005 控制單元的輸入與輸出控制單元的輸入與輸出控制單元輸入與輸出信號(hào)1目錄輸入信號(hào)處理輸入信號(hào)處理控制單元輸出信號(hào)控制單元輸出信號(hào)2輸入信號(hào)處理控制單元的接線原理傳感器電流傳感器電流診斷診斷 電位計(jì)電位計(jì)/壓力傳感器壓力傳感器 溫度傳感器溫度傳感器 霍爾傳感器霍爾傳感器 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)/霍爾開(kāi)關(guān)霍爾開(kāi)關(guān)/列德開(kāi)關(guān)列德開(kāi)關(guān)電源電源傳感器傳感器ADCRAMROM+ 5/12 V+ 5/12 V+輸入端輸入端控制單元CAN3傳感器電源傳感器電源許多傳感器需要電源。 電源可以通過(guò)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： 傳感器接地傳感器接地接地可以直接來(lái)自控制單元，以避

2、免由于發(fā)動(dòng)機(jī)接地/車(chē)身接地的電位差造成傳感器信號(hào)干擾。 5 V穩(wěn)壓穩(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(cè)量值組來(lái)使用。 霍爾傳感器可以用5V來(lái)供電，并且在信號(hào)測(cè)量過(guò)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。 12 V電源電源根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以用12V替代5V來(lái)給傳感器供電。4輸入信號(hào)處理控制單元的接線原理診斷診斷傳感器電流傳感器電流 電位計(jì)電位計(jì)/壓力傳感器壓力傳感器 溫度傳感器溫度傳感器 霍爾傳感器霍爾傳感器 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)/霍爾開(kāi)關(guān)霍爾開(kāi)關(guān)/列德開(kāi)關(guān)列德開(kāi)關(guān)電源電源傳感器傳感器ADCRAMROM+ 5/12 V+

3、 5/12 V+輸入端輸入端控制單元CAN5傳感器信號(hào)特性傳感器信號(hào)特性原則上存在下列規(guī)則：原則上存在下列規(guī)則： 或是測(cè)量電流直接流向傳感器，或是測(cè)量電流從傳感器流入控制單元。 兩種情況下，通過(guò)拔出或插入電阻會(huì)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(cè)量電流會(huì)造成電壓損失，而分流電壓等于控制單元的測(cè)量值。 連接傳感器的開(kāi)放式信號(hào)線可以用5或12V靜態(tài)電壓或0V電壓測(cè)量。 多數(shù)情況下，直角信號(hào)或脈沖信號(hào)也可以被測(cè)量。6輸入信號(hào)處理開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)ADCRAMROMR = 1 kOhm+ 12 V控制單元ABBV上拉 電阻萬(wàn)用表DSO7該連接相當(dāng)于控制單元與接觸開(kāi)關(guān)的連接（門(mén)觸點(diǎn)、

4、罩殼觸電、車(chē)后門(mén)把手等） 。 控制單元原理控制單元原理： 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(kāi)關(guān)前。 傳感器或開(kāi)關(guān)將通常為5或12V的預(yù)壓電位計(jì)接地。 控制單元對(duì)開(kāi)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(wú)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。 C：微處理器 RAM：Random Access Memory = 讀寫(xiě)存儲(chǔ)器 ROM：Read Only Memory = 只讀存儲(chǔ)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：根據(jù)系統(tǒng)哦不同，電壓可以不同： 5

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(kāi)關(guān)在接通時(shí)通常由控制單元的電壓來(lái)測(cè)量。電流流經(jīng)每個(gè)閉合開(kāi)關(guān)，并由此提高了控制單元的電耗。因此，車(chē)輛電氣中電子設(shè)備的設(shè)計(jì)旨在車(chē)輛鎖合后，所有處于待機(jī)模式的開(kāi)關(guān)（車(chē)門(mén)和罩殼接觸開(kāi)關(guān)、車(chē)門(mén)鎖開(kāi)關(guān)）都處于 打開(kāi) 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。9DSO輸入信號(hào)處理電位計(jì)ADCRAMROM控制單元下拉電阻R = 10 kOhm+ 12 V220 Ohm10線路原理：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(lái)對(duì)電源進(jìn)行穩(wěn)壓。 為了能夠在整車(chē)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

6、車(chē)電壓。 這同樣也適用于所有用來(lái)進(jìn)行信號(hào)采集的電阻。由于測(cè)量?jī)x表的遲緩，電位計(jì)的“誤差”無(wú)法或很難用萬(wàn)用表判定。 因此有必要采用DSO進(jìn)行誤差檢測(cè)。對(duì)于這種故障類(lèi)型，可以不必進(jìn)行故障儲(chǔ)存記錄！11輸入信號(hào)處理NTC溫度傳感器ADCRAMROM控制單元DSOR = 1 kOhm+ 5 VV萬(wàn)用表DSO_12在寫(xiě)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(shì)，因此NTC僅適用于低溫測(cè)量。 對(duì)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(cè)量值。 根據(jù)溫度，電壓始終在0和5 Volt之間，因?yàn)殡娏骰?/p>

7、路始終閉合。 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！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(chǔ)顯示斷路/對(duì)正極短路. 。對(duì)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(duì)于正短路和接地短路，哪怕是偶發(fā)，均可以通過(guò)DSO記錄模式的來(lái)發(fā)現(xiàn)故障（測(cè)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。 脈沖脈沖電壓有電壓有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)：個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 節(jié)省測(cè)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(cè)量結(jié)果。所以脈沖電

8、流可以避免干擾14輸入信號(hào)處理引起不同電位的開(kāi)關(guān)ADCRAMROM上拉 電阻+ 12 V矩形信號(hào)車(chē)門(mén)控制單元15車(chē)門(mén)控制單元給開(kāi)關(guān)導(dǎo)線供給矩形電壓。 通過(guò)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?？梢詫?duì)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(kāi)關(guān)無(wú)動(dòng)作 手動(dòng)升起車(chē)窗 自動(dòng)升起車(chē)窗 手動(dòng)落下車(chē)窗 自動(dòng)落下車(chē)窗通常，測(cè)量值組中的每個(gè)開(kāi)關(guān)都存在各自開(kāi)關(guān)狀態(tài)的顯示。因此，只有在偶發(fā)故障或測(cè)量值不可靠的情況下才需要對(duì)開(kāi)關(guān)或線路進(jìn)行檢查。16輸入信號(hào)處理電感傳感器ADCRAMROM控制單元DSO17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(chē)輛ABS速度傳感器

9、。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(guò)傳感器的齒扇會(huì)引起線圈內(nèi)磁場(chǎng)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。用用萬(wàn)用表進(jìn)行檢查萬(wàn)用表進(jìn)行檢查只能做以下情況：只能做以下情況： 電阻測(cè)量 轉(zhuǎn)速情況下的交流電壓測(cè)量大多數(shù)情況下建議采用DSO進(jìn)行檢測(cè)。用DSO可以對(duì)信號(hào)圖進(jìn)行分析。 對(duì)于某些故障還建議對(duì)傳感輪滿(mǎn)轉(zhuǎn)一周的信號(hào)進(jìn)行記錄和評(píng)估。18DSO輸入信號(hào)處理霍爾傳感器R = 1 kOhm+ 12 VV-S+12 V控制單元19霍爾傳感器通常適用于低電壓信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)合。傳感器通過(guò)上

10、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(guò)電子開(kāi)關(guān)（三極管開(kāi)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(lái)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(jiàn)！因此，為了便于理解，在霍爾傳感器上標(biāo)出三極管開(kāi)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：例：一個(gè)傳感器可能用5V供電，而信號(hào)電壓則為12V?；魻栭_(kāi)關(guān)：霍爾開(kāi)關(guān)：原則上霍爾開(kāi)關(guān)與霍爾傳感器的工作原理相同。20輸入信號(hào)處理ABS/ESP 控制單元的主動(dòng)車(chē)輪傳感器DSOR = 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(dòng)車(chē)輪傳感器主動(dòng)車(chē)輪傳感

11、器傳感器為2極，并由帶電控制單元供電。 因此，傳感器在車(chē)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(guò)不同的電流，上拉 電阻的壓降值會(huì)發(fā)生變化。22控制單元輸出信號(hào)控制單元的接線原理ADCRAMROM控制單元輸出輸出端子端子電源正極電源正極電源負(fù)極電源負(fù)極輸出輸出噴油閥噴油閥+磁閥磁閥白熾燈白熾燈( ) ( ) 工作工作電流電流23線路圖中的功率、正和負(fù)連接通?？梢酝ㄟ^(guò)較大的電纜截面來(lái)識(shí)別?？刂茊卧碾娫纯梢酝ㄟ^(guò)電源接線或獨(dú)立接線來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。 對(duì)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(duì)于一些老車(chē)型上的控制單元，檢測(cè)輸出電路如果誤操作短路

12、可能燒控制單元）。 對(duì)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(lái)控制白熾燈。根據(jù)用途的不同，可以對(duì)磁閥進(jìn)行接通、脈沖連接或通過(guò)PWM信號(hào)控制。 PWM：正極范圍調(diào)制24控制單元輸出信號(hào)R = 約60140 Ohm控制單元.mA +12 VoltC通過(guò)控制單元的繼電器控制25繼電器通常被控制單元用來(lái)控制負(fù)極。在無(wú)控制的狀態(tài)下，則通過(guò)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。（參見(jiàn)“磁閥”）根據(jù)型號(hào)和安裝結(jié)構(gòu)的不同，電阻范圍約為 60-140 Ohm。 此情況下，流經(jīng)控制單元輸出級(jí)的電流為200 mA。26控制單元輸出信號(hào)通過(guò)控制單元的繼電器控制：注意事項(xiàng)

13、測(cè)試燈12 V, 3 Watt!控制單元? A C? A + 12 V27一個(gè)12 V/3 Watt - 測(cè)試燈，通過(guò)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(jí)的電流約為2.5A。 不過(guò)出于經(jīng)濟(jì)考慮，采用晶體管設(shè)計(jì)來(lái)帶動(dòng)繼電器（此時(shí)為200mA）。 注意：注意： 測(cè)試燈可能損壞控制單元！測(cè)試燈可能損壞控制單元！28控制單元輸出信號(hào)電磁閥控制控制單元+ 12 VN.CDSO29在無(wú)控制的狀態(tài)下，則通過(guò)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(lái)控制負(fù)極。根據(jù)用途的不同可以對(duì)其進(jìn)行接通、脈沖連接或通過(guò)PWM信號(hào)進(jìn)行控制。宜采用DSO以避免測(cè)量時(shí)錯(cuò)誤注釋?zhuān)?0控制單元輸出信號(hào)用電器的功率控制：限制電流大小+12 V控制單元R = 470 OhmDSODSOf =1tt =1f31f =頻率t =DSO X軸的信號(hào)周期 可以用三分律來(lái)計(jì)算有效電壓。 利用PWM信號(hào)來(lái)控制或調(diào)整用電器。 控制：儀表和標(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(duì)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)制以及使用的萬(wàn)用表