TT00501控制单元的输入与输出解析.ppt

1、V-TT-005 控制单元的输入与输出,控制单元输入与输出信号,1,目录,输入信号处理,控制单元输出信号,2,输入信号处理,控制单元的接线原理,传感器电流,诊断,电位计/压力传感器,温度传感器,霍尔传感器,开关/霍尔开关/列德开关,电源 传感器,+ 5/12 V,+ 5/12 V,+,输入端,控制单元,CAN,3,传感器电源 许多传感器需要电源。 电源可以通过外部供给或直接由控制单元提供。 若由控制单元提供，则存在下列特性： 传感器接地接地可以直接来自控制单元，以避免由于发动机接地/车身接地的电位差造成传感器信号干扰。 5 V稳压以避免传感器信号干扰，且传感器能够在低压范围可靠工作。 5V的内

2、部控制单元电压可以作为测量值组来使用。 霍尔传感器可以用5V来供电，并且在信号测量过程中可以判定12V方波信号，因为控制单元内的上拉 电阻与12V电源连接。 12 V电源根据设计结构，可以用12V替代5V来给传感器供电。,4,输入信号处理,控制单元的接线原理,5,传感器信号特性 原则上存在下列规则： 或是测量电流直接流向传感器，或是测量电流从传感器流入控制单元。 两种情况下，通过拔出或插入电阻会都产生电压损失。 控制单元内的传感器与电阻组合形成分压器。 测量电流会造成电压损失，而分流电压等于控制单元的测量值。 连接传感器的开放式信号线可以用5或12V静态电压或0V电压测量。 多数情况下，直角信

3、号或脉冲信号也可以被测量。,6,输入信号处理,开关输入信号,R = 1 kOhm,+ 12 V,控制单元,A,B,B,V,上拉 电阻,万用表,DSO,7,该连接相当于控制单元与接触开关的连接（门触点、罩壳触电、车后门把手等） 。 控制单元原理： 上拉 电阻电阻： 控制单元内的电阻作为分压器预制于传感器或开关前。 传感器或开关将通常为5或12V的预压电位计接地。 控制单元对开关状态的电压值进行分析（此情况0或12V）。 A/D：模拟电压值，无论其可变与否，都在控制单元内进行数字化并处理，然后必要情况下作为模拟值再次模拟化以控制制动器/激励器。 C：微处理器 RAM：Random Access M

4、emory = 读写存储器 ROM：Read Only Memory = 只读存储器,由控制单元在上拉 电阻电阻前供给电压。 根据系统哦不同，电压可以不同： 5 V 持续电压 12 V 持续电压 电压脉冲及直角电压 每个开关在接通时通常由控制单元的电压来测量。 电流流经每个闭合开关，并由此提高了控制单元的电耗。 因此，车辆电气中电子设备的设计旨在车辆锁合后，所有处于待机模式的开关（车门和罩壳接触开关、车门锁开关）都处于 打开 状态，以降低电流耗值。 脉冲技术中（如果使用）还有扩展故障诊断功能。,9,DSO,输入信号处理,电位计,控制单元,下拉电阻,R = 10 kOhm,+ 12 V,220

5、Ohm,10,线路原理： 为了避免 滑触头电压随电位计电源波动，通常用控制单元来对电源进行稳压。 为了能够在整车电源低压状态下使用电位计值，电源电压要始终明显低于整车电压。 这同样也适用于所有用来进行信号采集的电阻。 由于测量仪表的迟缓，电位计的“误差”无法或很难用万用表判定。 因此有必要采用DSO进行误差检测。 对于这种故障类型，可以不必进行故障储存记录！,11,输入信号处理,NTC温度传感器,控制单元,DSO,R = 1 kOhm,+ 5 V,V,万用表,DSO,_,12,在写入模式下可以记录NTC的特征线。 NTC特征线在高温时呈平缓趋势，因此NTC仅适用于低温测量。 对于极端高温应采用

6、PTC电阻（如排气温度）。 特征线在PTC情况下成水平逆转。 上拉 电阻电阻与NTC形成分压器。 分流电压为控制单元的测量值。 根据温度，电压始终在0和5 Volt之间，因为电流回路始终闭合。 所有其他电压均不可信，并可能会造成存储单元的故障存储记录。 遇到错接，正常情况下，发射器的电压不得为0或5V！,13,断路或对正极短路， 控制单元接线柱的电压始终为5或大于5V，由此故障存储显示断路/对正极短路. 。 对地短路 控制单元接线柱的电压始终约为0V，由此故障存储显示接地短路. 对于正短路和接地短路，哪怕是偶发，均可以通过DSO记录模式的来发现故障（测量波形时，敲拍电缆束或元器件连接部位）。

7、一般温度传感器的工作电压为5V. 通常脉冲电压。 脉冲电压有2个优点： 节省测量电流 NTC的流经电流在电阻中转换成热能，即电流加热电阻，并由此 干扰测量结果。所以脉冲电流可以避免干扰,14,输入信号处理,引起不同电位的开关,上拉 电阻,+ 12 V矩形信号,车门控制单元,15,车门控制单元给开关导线供给矩形电压。 通过将不同电阻接地或直接接地，可以在信号线上产生5种不同的电压。 可以对控制单元中的不同电平（ +/- 公差）各自分配一个特定动作，如： 开关无动作 手动升起车窗 自动升起车窗 手动落下车窗 自动落下车窗 通常，测量值组中的每个开关都存在各自开关状态的显示。 因此，只有在偶发故障或

8、测量值不可靠的情况下才需要对开关或线路进行检查。,16,输入信号处理,电感传感器,控制单元,DSO,17,电感式传感器被用作某些发动机转速传感器或旧款车辆ABS速度传感器。 电感传感器由一个永磁铁和一个感应线圈构成。 经过传感器的齿扇会引起线圈内磁场强度的不断变动，造成感应电压变化。 这会产生交流电压信号，其频率与转速相关。 振幅大小取决于气隙和转速。 连接传感器的导线根据信号的敏感性要求而要求屏蔽。 用万用表进行检查只能做以下情况： 电阻测量 转速情况下的交流电压测量 大多数情况下建议采用DSO进行检测。 用DSO可以对信号图进行分析。 对于某些故障还建议对传感轮满转一周的信号进行记录和评估

9、。,18,DSO,输入信号处理,霍尔传感器,R = 1 kOhm,+ 12 V,V,-,S,+,12 V,控制单元,19,霍尔传感器通常适用于低电压信号的应用场合。传感器通过上拉 电阻电阻降低控制单元预压的电位。 霍尔传感器的工作原理一般是通过电子开关（三极管开关）将一个由控制单元预压的电位接地。 人们通常错误地认为，正电压来自传感器的转速传感器。 霍尔传感器送出电的情况极为罕见！ 因此，为了便于理解，在霍尔传感器上标出三极管开关符号作为替代线路。 供电电源和信号电源可能因系统而完全不同！ 例：一个传感器可能用5V供电，而信号电压则为12V。 霍尔开关： 原则上霍尔开关与霍尔传感器的工作原理相

10、同。,20,输入信号处理,ABS/ESP 控制单元的主动车轮传感器,DSO,R = 47 Ohm,+,_,12 V,+,_,控制单元,21,以根据霍尔原理工作的传感器为例： 主动车轮传感器 传感器为2极，并由带电控制单元供电。 因此，传感器在车轮静态时也可进行诊断。 更换磁极时，传感器的内置电阻发生变化，并产生2种不同的电流强度。 通过不同的电流，上拉 电阻的压降值会发生变化。,22,控制单元输出信号,控制单元的接线原理,控制单元,输出端子,电源正极,电源负极,输出,喷油阀,+,+,磁阀,白炽灯,( ),( ),工作电流,23,线路图中的功率、正和负连接通常可以通过较大的电缆截面来识别。 控制

11、单元的电源可以通过电源接线或独立接线来实现连接。 对于新的控制单元，执行器通常由抗短路的输出端子控制（对于一些老车型上的控制单元，检测输出电路如果误操作短路可能烧控制单元）。 对于新的亮度控制和电压限制的应用情况，可以利用PWM信号来控制白炽灯。 根据用途的不同，可以对磁阀进行接通、脉冲连接或通过PWM信号控制。 PWM：正极范围调制,24,控制单元输出信号,R = 约60140 Ohm,控制单元,.mA,+12 Volt, C,通过控制单元的继电器控制,25,继电器通常被控制单元用来控制负极。 在无控制的状态下，则通过控制单元输出端继电器的线圈供给电压。 控制单元可以利用此进行自我诊断。（参

12、见“磁阀”） 根据型号和安装结构的不同，电阻范围约为 60-140 Ohm。 此情况下，流经控制单元输出级的电流为200 mA。,26,控制单元输出信号,通过控制单元的继电器控制：注意事项,测试灯12 V, 3 Watt!,控制单元,? A, C,? A,+ 12 V,27,一个12 V/3 Watt - 测试灯，通过其PTC表现，热电流为250 mA。冷电流约高出10倍! 这就意味着，接通瞬间流经控制单元输出级的电流约为2.5A。 不过出于经济考虑，采用晶体管设计来带动继电器（此时为200mA）。 注意： 测试灯可能损坏控制单元！,28,控制单元输出信号,电磁阀控制,控制单元,+ 12 V,

13、N., C,DSO,29,在无控制的状态下，则通过控制单元输出端磁阀的线圈供给电压。控制单元可以利用此进行自我诊断。 磁阀多数情况下被控制单元用来控制负极。根据用途的不同可以对其进行接通、脉冲连接或通过PWM信号进行控制。 宜采用DSO以避免测量时错误注释！,30,控制单元输出信号,用电器的功率控制：限制电流大小,+,12 V,控制单元,R = 470 Ohm,DSO,DSO,f =,1,t,t =,1,f,31,f =频率 t =DSO X轴的信号周期 可以用三分律来计算有效电压。 利用PWM信号来控制或调整用电器。 控制：仪表和标记符号照明. 调整：按需调整的燃料泵、散热器风扇. 利用PWM-调制可以对能耗元件的电压进行稳压，由此可以