6.3.2 控制系统对输入输出信号的要求
汽车电子，特别是动力总成电子控制系统对输入输出信号的要求是比较高的，主要表现在以下几个方面：
1）信号的状态需要对处理器有效，滤掉信号中的噪声并对高功率的输出提供功率源。
2）输入需要对外部干扰有抗干扰能力，信号中出现的不得已的缺损应有必要的限制，对于电压冲击有保护作用。保证系统的可靠性，特别是在上电和下电的时候，进行系统保护。
3）信号丢失时，保证系统基本运行。信号输入有误时，制定输入信号的安全值。在特定的错误等级范围内，保持系统操作性。
控制系统对不同类型的信号具有不用的要求，采用不同的电子元件进行处理，基本的信号类型包括数字型信号、模拟型信号以及脉冲信号，下面分别进行介绍。
1.数字信号
数字信号是最基本的信号类型，也叫开关信号、Switch信号，一般只有0或1两个值，可以是导线输入直接接到控制器输入端的高电压（如5V值）和低电压（如0V值）；或是开关量的“开”或“关”两种状态信号（也是表现为电压的高低）。数字信号一般没有带载能力。数字信号可分为无源输入和有源输入两种，处理方法分别如图6-4和图6-5所示。变速器控制系统中驾驶人模式开关、换档手柄等信号一般都是数字信号。
图6-4 数字输入无源信号处理示意图
图6-5 数字输入有源信号处理示意图
2.模拟量信号
模拟量信号是在一定范围内连续变化的信号，可以用导线直接接到控制器的模拟量输入端口进行采集，比如，在0～5V范围内连续变化的信号，采样内容从0～100%。一般模拟量输入需要用到A/D转换器，处理过程包含采样和保持这两个阶段。但进行模数转换就会有所谓的数字化误差，因此，要提高模拟量信号的采样精度，A/D转换就要有高的分辨率。模数转换得到数值需要经历一定的转换时间，如果转换时间过长，无法及时得出信号的变化，对于动力总成信号来讲可能是致命的，因此要求A/D通道的转换时间要短。另外一般还需要一个参考电压值用来进行信号转换。变速器控制系统的加速踏板位置传感器、变速器温度传感器等的信号一般都是模拟量信号，具体处理电路示意图如图6-6和图6-7所示。
图6-6 加速踏板开度传感器信号处理电路示意图
图6-7 温度传感器信号处理电路示意图
3.脉冲信号
脉冲信号也可以说是数字信号的一种，由一连串的高低电平组成。变速器控制系统中的输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、发动机转速传感器、车轮转速传感器等发出的信号可以处理成脉冲信号或传感器直接输出脉冲信号。图6-8所示为一霍尔型转速传感器原理图。
霍尔传感器可以感应到齿轮转速，齿轮一般由磁性材料制作，齿轮转动至不同的位置，外部电磁场会发生变化，并导致电动势的变化，传感器的输出电压值呈不规则正弦波形状，如图6-9所示。
图6-8 霍尔传感器基本原理
图6-9 转速传感器原始信号
传感器输出的正弦波电压信号经过信号整形、放大等处理后就形成了一个个脉冲波形。如图6-10和图6-11所示。(https://www.daowen.com)
图6-10 脉冲信号传感器信号处理电路示意图
图6-11 车速信号采样和处理示意图
脉冲波输入到控制器的处理器中，根据每个方波的周期就可以计算出直线速度信息，将直线速度信息转化为旋转速度，就形成了最后转速（如车轮转速、变速器输入轴转速），根据车轮转速及周长即可得出车速。
控制器输出信号主要进行离合器电磁阀或油泵的控制。电磁阀用来控制油路的通断，以推动离合器的开合进而控制档位变化，其中包括液力变矩器锁止离合器的电磁阀控制。油泵的控制并不是所有的自动变速器都有，在油泵泵油压力不足或停止时（比如有发动机起停功能的车辆装配的自动变速器），控制系统就需要驱动电动油泵来补充油压。
电子液压控制的电磁阀一般来说有3种：
1）开关型电磁阀。开关型电磁阀一般有开和关两个通口（图6-12），可以控制高压或低压，但控制的流量一般较低。也有3个通口的，第三个通口一般用来调节压力（图6-13）。
图6-12 两通口开关型电磁阀
图6-13 三通口开关型电磁阀
2）线性电磁阀。一般有3个通口，可以控制流量的大小，控制压力为线性，由高频信号驱动。
3）占空比型（PWM）电磁阀。可控制大流量，一般3个通口，可利用占空比实现压力的控制，一般由低频信号驱动。
由于电磁阀的控制需要较大的功率，在控制器电路板上12V功率电源可以从车载蓄电池（商用车一般是24V电源，控制器电源可采用24V）得到。电磁阀的控制电路需要一些低压的功率元件，以场效应管较为普遍，如图6-14所示。
图6-14 电磁阀控制电路图
占空比型（PWM）电磁阀的控制是通过控制电路中开关器件的通断开实现，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，如图6-15所示，作为输出波形。
图6-15 PWM控制输出波形
图6-16为一个局部的离合器电磁阀控制示意图。
图6-16 PWM型电磁阀单油路控制示意图