車速傳感器種類:汽車上四種速度傳感器簡介

2022/02/08 10:27 · 傳感器知識資訊 ·  · 車速傳感器種類:汽車上四種速度傳感器簡介已關閉評論
摘要:

車速傳感器種類:汽車上四種速度傳感器簡介展開全文1、概述應用在汽車上的速度/減速度傳感器有:發動機轉速傳感器:其功用是檢測發動機轉速,并把檢測結果輸入到汽車儀表系統顯示發動機工況;或輸入發動機控制系統和底盤某些控制系統的ECU,用于燃油噴射量、點火提前角、動力傳動等控制。發動機轉速

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車速傳感器種類:汽車上四種速度傳感器簡介

展開全文
1、概述
應用在汽車上的速度/減速度傳感器有:
發動機轉速傳感器:其功用是檢測發動機轉速,并把檢測結果輸入到汽車儀表系統顯示發動機工況;或輸入發動機控制系統和底盤某些控制系統的ECU,用于燃油噴射量、點火提前角、動力傳動等控制。
發動機轉速的檢測通常利用曲軸位置傳感器的檢測信號實現的。
車速傳感器:其功用是檢測汽車行駛速度,并把檢測結果輸入給汽車儀表系統,用于顯示車速;或用于自動變速器系統、巡航定速系統等。
車速通常通過直接或間接檢測汽車輪胎的轉速獲得的。
車輪轉速傳感器:其功用是檢測車輪轉速,并把檢測結果輸入ABS/ASR系統ECU,用于汽車的制動或驅動控制。
減速傳感器:其功用是檢測汽車的減速度,并把檢測結果輸入ABS系統的ECU,用于汽車的制動或驅動控制。
速度/減速度傳感器的結構、原理一覽表
2、發動機轉速傳感器
美國GM公司的霍爾式曲軸位置傳感器
3、車速傳感器
在汽車儀表系統中要顯示車速;在汽車燃油噴射、自動變速器、ABS/ASR、巡航定速控制等系統中都要涉及到汽車的車速狀況。車速通常通過直接或間接檢測汽車輪胎的轉速計算獲得的。
1.功用
檢測汽車行駛速度,并把檢測結果輸入給汽車儀表系統用于顯示車速;或將檢測的車速信號輸入到需要車速信號的汽車控制系統的ECU。
2.車速傳感器的類型
車速傳感器的類型有:舌簧開關式、電磁感應式、光電式、可變磁阻式、霍爾式等
一、舌簧開關式車速傳感器的結構、原理與檢測
(一)舌簧開關式車速傳感器的結構、原理
1.傳感器的結構
如下圖為舌簧開關式車速傳感器的結構。
舌簧開關式傳感器安置在車速表轉子附近,當車速表驅動軟軸回轉時,永久磁鐵也回轉,磁鐵的N、S 極將靠近或遠離舌簧開關的觸點。
舌簧開關式車速傳感器
2.傳感器的工作原理
如圖當N、S磁極從接近舌簧開關到逐漸離開時,上下兩個觸點變為不同極性的磁極,觸點互相吸引,開關變成閉合狀態。
如圖當N極或S極接近觸點時,上下兩個觸點變為同一極性的磁極,觸點互相排斥,所以舌簧開關斷開。
轉子磁鐵一般是4極的,車速表驅動軸每回轉一圈,就會輸出4個脈沖。
舌簧開關式車速傳感器應用于電子式車速/里程表
(二)舌簧開關式車速傳感器的檢測
用指針式萬用表電壓檔檢測舌簧開關式車速傳感器,把表筆接在傳感器連接器插頭兩端子上,起動機轉動1~2s,觀察電壓表指針是否有脈沖電壓產生,若無脈沖電壓產生,表示傳感器有故障,應當更換。
二、電磁感應式車速傳感器的結構、原理與檢測
(一)電磁感應式車速傳感器的結構、原理
1.傳感器的結構
如圖車速傳感器由永久磁鐵和電磁感應線圈組成,它被固定安裝在變速器輸出軸附近的殼體上,輸出軸上的駐車鎖定齒輪為感應轉子。
2.傳感器的工作原理
當變速器輸出軸轉動時,駐車鎖定齒輪的凸齒,不斷地靠近或離開車速傳感器,使線圈內的磁通量發生變化,從而產生交流電,車速越高,輸出軸轉速也越高,感應電壓脈沖頻率也越高,電控組件根據感應電壓脈沖的頻率計算汽車行駛的速度。
3.傳感器的安裝位置
電磁感應式車速傳感器安裝在自動變速器輸出軸附近的殼體上,用于檢測自動變速器輸出軸的轉速。
電控單元ECU根據車速傳感器的信號計算車速,作為換擋控制的依據。
該傳感器的安裝情況如圖所示。
(二)電磁感應式車速傳感器的檢測
1.開路檢測:檢測傳感器的電阻。
2.模擬檢測:檢測傳感器的輸出波形。
3.開路檢測:檢測感應脈沖。
(三)變速器輸入軸車速傳感器
別克轎車車速傳感器是電磁感應式,該傳感器安裝在自動變速器輸入軸端。
該傳感器的安裝情況如圖所示。
三、光電式車速傳感器的結構、原理與檢測
光電式車速傳感器的結構、原理與曲軸或凸輪軸光電式位置傳感器基本相同,檢測方法類似。
車速表軟軸每轉一圈,傳感器產生20個脈沖。
光電車速傳感器原理
車速表電路框圖
四、可變磁阻式車速傳感器的結構、原理與檢測
磁阻效應(Magneto-resistanceEffects)是指某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現象。
磁阻效應在金屬里可以忽略,在某些半導體中較大。
1.傳感器的結構
主要有兩個器件:磁環和內裝有磁阻元件的混合集成電路。
2.傳感器的原理
如圖所示,當多極磁環繞其軸旋轉時,使靠近磁環的混合集成電路內的磁阻元件處的磁場變化,從而使磁阻元件的電阻發生變化。
混合集成電路在磁阻元件的電阻變化時,輸出與多極磁環繞旋轉速度相對應的脈沖信號。
該傳感器的優點是多極磁環可安裝在變速器的輸出軸上,這樣可以取消儀表的軟軸。
五、霍爾式車速傳感器的結構原理
霍爾式車速傳感器的結構、原理與曲軸或凸輪軸光電式位置傳感器基本相同,檢測方法類似。
4、輪速傳感器
有關汽車制動或驅動的各類電子控制系統如:防抱死制動(ABS)、驅動防滑(ASR)或電子制動力分配(EBD)、轉向制動控制(CBC)、電子穩定程序(ESP)等系統控制均需要獲取車輪的轉速狀況。
車速通常檢測汽車傳動系統的轉動,換算為汽車驅動輪的轉速間接獲得的。
輪速傳感器一般是直接檢測車輪的轉速且所有車輪的轉速均檢測。
1.輪速傳感器的功用
是檢測車輪轉速,并把檢測結果輸入ABS/ASR等用于制動或驅動控制的系統的ECU。
2.輪速傳感器的類型
本節介紹的輪速傳感器有電磁式、霍爾式兩類。
其結構與原理與汽車其他位置的這類轉速檢測傳感器類似。
一、電磁式輪速傳感器的結構、原理與檢測
1.傳感器的結構
傳感頭:安裝在不隨車輪旋轉的部件上,如轉向節、懸架支承、半軸套管或制動底板上。
齒圈:安裝在隨車輪旋轉的部件上,如輪轂、制動盤或半軸上。
2.傳感器的特點
優點:
電磁式輪速傳感器結構簡單、成本低、對粉塵污染不敏感,傳感頭不需外接電源。
缺點:
輸出信號的幅值和頻率受轉速影響大,抗電磁波干擾能力差,易產生誤信號。
適于15~160 km/h
2.傳感器的安裝部位
安裝在前輪上
安裝在后輪上
二、霍爾式輪速傳感器的結構、原理與檢測
1.傳感器的結構、原理
2.傳感器的特點
輸出信號電壓幅值不受轉速的影響,頻率響應高,抗電磁波干擾能力強。
3.傳感器的安裝
類似于電磁感應輪速傳感器。
5、減速度傳感器
減速度傳感器又稱G傳感器,通常用于四輪驅動汽車的ABS/ASR等與汽車驅動與制動控制有關的系統上。
汽車高附著系數路面上制動時其減速度大,在低附著系數路面上制動時其減速度小,當汽車行駛在雪地、結冰路等低附著系數路面上時,采取相應措施,以提高制動性能。
汽車在在低附著系數行駛時,其驅動輪通常會出現滑轉現象。
兩輪驅動的汽車上,ABS系統的ECU可根據輪速傳感器傳來的信號判斷驅動車輪的滑轉狀況。
ABS系統在不同的附著系數路面將采用不同的防抱死制動方式。
1.減速度傳感器的功用
用于獲取汽車減速度信號;該信號送入ECU后,對路面的附著系數高低進行判斷。
2.減速度傳感器類型
減速度傳感器有光電式、水銀式、差動式變壓式等。
一、光電式減速度傳感器的結構、原理
1.感器的結構
光電式減速度傳感器由兩個發光二極管、兩個光敏三極管一個透光板和信號轉換電路組成。
光電式減速度傳感器的結構
2.感器的工作原理
汽車勻速行駛時,傳感器的透光板靜止不動;汽車制動時,即減速行駛時,透光板由于慣性則隨著減速度的變化而沿汽車的縱軸方向進行擺動。
透光板的作用是穿過或隔斷發光二極管到光電三極管之間的光線,以此控制光電三極管的開與關。
兩對發光二極管和光電三極管的組合可以將汽車的減速度分為4個等級。
光電式減速度傳感器的工作原理
減速度率的等級與光敏三極管同斷的關系
二、水銀式減速度傳感器的結構、原理
1.傳感器的結構
水銀式減速度傳感器的結構如圖所示,它主要由水銀和玻璃管組成,這種傳感器應用在日產4×4全輪驅動汽車上。
2.傳感器的工作原理
當汽車制動時,若減速度小,玻璃管內的水銀球基本不動,則輸出電極1、2均與搭鐵接通,意味著汽車處在附著系數較小的路面上,圖(a);
當汽車制動時,減速度大,水銀在玻璃管內由于慣性作用前移,則輸出電極1與搭鐵接通,輸出電極2與搭鐵斷開,意味著汽車處在附著系數較大的路面上,圖(b)。
三、差動變壓器式減速度傳感器的結構、原理
1.傳感器的結構
日本三菱汽車應用了如圖所示的減速度傳感器。
1)差動變壓器線圈
2)鐵芯:汽車減速時,鐵芯受慣性力的作用可向前移動。
3)彈簧:使移動后的鐵芯復位。
4)變壓器油:對移動的鐵芯起著阻尼作用。
5)印制電路板:處理差動變壓器內感應電勢信號。
2.傳感器的工作原理
當汽車正常行駛時,差動變壓器線圈內的鐵芯處于線圈中間位置,輸出電壓為“0”;
當汽車減速時,由于鐵芯受慣性力的作用向前移動,差動變壓器內感應電勢將發生變化,并以此變化作為ABS工作的控制信號。
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車速傳感器種類:汽車上的車速傳感器是什么類型的

1、氧傳感器:當氧傳感器故障時,ECU無法獲取這些信息,就不知道噴射的汽油量是否正確,而不合適的油氣空燃比會導致發動機功率降低,增加排放污染;
2、輪速傳感器:它主要是收集汽車的轉速來判斷汽車有沒有打滑的征兆,所以,就有一一個專門收集汽車輪速的傳感器來完成這項工作,一般安裝在每個車輪的輪轂上,而一旦傳感器損壞,ABS會失效;
3、水溫傳感器:當水溫傳感器故障后,往往冷車啟動時顯示的還是熱車時的溫度信號,ECU得不到正確的信號,只能供給發動機較稀薄的混合氣,所以發動機冷車不易啟動,且還會伴隨怠速運轉不穩定,加速動力不足的問題;
4、電子油門踏板位置傳感器:當傳感器失效后,ECU無法測得油門位置信號,無法獲得油門門踏板的正確位置,所以會出現發動機加速無力的現象,甚至出現發動機不能加速的情況;
5、進氣壓力傳感器:進氣壓力傳感器顧名思義就是隨著發動機不同的轉速負荷,感應一系列的電阻和壓力變化,轉換成電壓信號,供ECU修正噴油量和點火正時角度。一般安裝在節氣門邊上,假如故障了會引起點火困難、怠速不穩、加速無力等問題。

汽車傳感器過去單純用于發動機上,現在巳擴展到底盤、車身和燈光電氣系統上了。這些系統采用的傳感器有100多種。在種類繁多的傳感器中,常見的有∶1、用在電控噴油噴射發動機上的傳感器進氣壓力傳感器:反映進氣歧管內的絕對壓力大小的變化,是向ECU(發動機電控單元)提供計算噴油持續時間的基準信號;空氣流量傳感器:測量發動機吸入的空氣量,提供給ECU作為噴油時間的基準信號;節氣門位置傳感器:測量節氣門打開的角度,提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準信號;曲軸角度傳感器:檢測曲軸及發動機轉速,提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準信號;氧傳感器:檢測排氣中的氧濃度,提供給ECU作為控制燃油/空氣比在最佳值(理論值)附近的的基準信號;進氣溫度傳感器:檢測進氣溫度,提供給ECU作為計算空氣密度的依據;水溫傳感器:檢測冷卻液的溫度,向ECU提供發動機溫度信息;爆燃傳感器:安裝在缸體上專門檢測發動機的爆燃狀況,提供給ECU根據信號調整點火提前角。2、用在底盤控制方面的傳感器這些傳感器主要應用在變速器、方向器、懸架和ABS上。變速器:有車速傳感器、溫度傳感器、軸轉速傳感器、壓力傳感器等,方向器有轉角傳感器、轉矩傳感器、液壓傳感器;懸架:有車速傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、側傾角傳感器、轉角傳感器等

兩個概念,車速和車輪轉速的區別,車速就是汽車整車的速度,車輪轉速是車輪轉動的速度,由于車輪與地面之間存在滑動,有一定的滑動率,兩者不相等。ABS需要依靠車速傳感器和車輪轉速傳感器對滑動率進行調整。目前,車速信號的獲得要靠多普勒雷達作為傳感器,價格比較昂貴。一般采取邏輯門限控制法,即僅采用車輪轉速傳感器單參數感測方式,通過車輪轉速信號,ECU估算出汽車速度。
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車速傳感器種類:車速傳感器的類型有哪些

車速傳感器檢測汽車的行駛速度,給ECU提供車速信號(SPD信號),用于巡航定速控制和限速斷油控制。在汽車集中控制系統中,也是自動變速器的主控制信號。
車速傳感器通常安裝在組合儀表內或變速器輸出軸上。車速傳感器有舌簧開關式和光電式兩種類型,光電式車速傳感器的結構和工作原理與光電式凸輪軸/曲軸位置傳感器類似,在此不再重述。

兩個概念,車速和車輪轉速的區別,車速就是汽車整車的速度,車輪轉速是車輪轉動的速度,由于車輪與地面之間存在滑動,有一定的滑動率,兩者不相等。ABS需要依靠車速傳感器和車輪轉速傳感器對滑動率進行調整。目前,車速信號的獲得要靠多普勒雷達作為傳感器,價格比較昂貴。一般采取邏輯門限控制法,即僅采用車輪轉速傳感器單參數感測方式,通過車輪轉速信號,ECU估算出汽車速度。
車速傳感器的類型有哪些
車速傳感器分為磁電式車速成傳感器、霍爾式車速傳感器及光電式車速傳感器三種類型。
磁電式
這兩個線圈接線柱是傳感器輸出的端子,當由鐵質制成的環狀翼輪(有時稱為磁組輪)轉動經過傳感器時,線圈里將產生交流電壓信號。 磁組輪上的逐個齒輪將產生一一對應的系列脈沖,其形狀是一樣的。輸出信號的振幅(峰對峰電壓)與磁組輪的轉速成正比(車速),信號的頻率大小表現于磁組輪的轉速大小。
傳感器磁芯與磁組輪間的氣隙大小對傳感器的輸入信號的幅度影響極大,如果在磁組輪上去掉一個或多個齒就可以產生同步脈沖來確定上止點的位置。這會引起輸出信號頻率的改變,而在齒減少時輸出信號幅度也會改變,發動機控制電腦或點火模塊正是靠這個同步脈沖信號來確定觸發電火時間或燃油噴射時刻的。
測試步驟 可以將系統驅動輪頂起,來模擬行駛時的條件,也可以將汽車示波器的測試線加長,在行駛中進行測試。 波形結果 車輪轉動后,波形信號在示波器顯示中心處的零伏平線上開始上下跳動,并隨著車速的提高跳動越來越高。
波形顯示與例子十分相似,這個波形是在大約30英里/小時的速度下記錄的,它又不像交流信號波形,車速傳感器產生的波形與曲軸和凸輪軸傳感器的波形的形狀特征十分相似的。 通常,波形在零伏線上下的跳變是非常對稱的,車速傳感器的信號的振幅隨車速增加。速度越快波形幅值就越高,而且車速增加,波形頻率也將增加,示波器將顯示有較多的波形震蕩。
確定振幅、頻率和形狀等關鍵的尺度是正確的、可重復的、有規則的、可預測的。這是指波峰的幅值正常,兩脈沖間的時間不變,形狀是不變的且可預測的,尖峰高低不平是因傳感器的磁芯與磁組輪相碰所引起的,這可能是有傳感器的軸襯或傳動部件不圓造成的,尖峰丟失是損壞缺點的磁組輪造成的。
不同型式的傳感器,其波形的峰值電壓和形狀有輕微的差異,另外由于傳感器內部是一個線圈,所以故障是與溫度有關的,在大多數情況下波形會變得短很多,變形也很大,同時還可能設定故障碼(DTC),故障在示波器上顯示的搖動線束,這可以更進一步確定磁電式傳感器是造成故障的根本原因,車速傳感器信號輸出最常見的故障是根本不產生信號,但如果駕駛汽車時波形是齊直的直線,那么應該先檢查示波器和傳感器的連線,確定電路有沒有對地搭鐵,確認零部件能否轉動(塑料齒輪有沒有咬死等)確認傳感器氣隙是否正常,然后再斷定傳感器。

霍爾式
霍爾效應傳感器(開關)在汽車應用中是十分特殊的,這主要是由于變速器周圍空間位置沖突,霍爾效應傳感器是固體傳感器,它們主要應用在曲軸轉角和凸輪軸位置上,用于開關點火和燃油噴射電路觸發,它還應用在其它需要控制轉動部件的位置和速度控制電腦電路中。
霍爾效應傳感器或開關,由一個幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成,一個軟磁鐵葉片轉子穿過磁鐵和磁極間的氣隙,在葉片轉子上的窗口允許磁場不受影響的穿過并到達霍爾效應傳感器,而沒有窗口的部分則中斷磁場,因此,葉片轉子窗口的作用是開關磁場,使霍爾效應象開關一樣地打開或關閉,這就是一些汽車廠商將霍爾效應傳感器和其它類似電子設備稱為霍爾開關的原因,該組件實際上是一個開關設備,而它的關鍵功能部件是霍爾效應傳感器。
測試步驟 將驅動輪頂起模擬行使狀態,也可以將汽車示波測試線加長進行行駛的測試。 波形結果 當車輪開始轉動時,霍爾效應傳感器開始產生一連串的信號,脈沖的個數將隨著車速增加而增加,與圖例相像,這是大約30英里/小時時記錄的,車速傳感器的脈沖信號頻率將隨車速的增加而增加,但位置的占空比在任何速度下保持恒定不變。
車速傳感器越高,在示波器上的波形脈沖也就越多。 確認從一個脈沖到另一個脈沖的幅度,頻率和形狀是一致的,這就是說幅度夠大通常等于傳感器的供電電壓,兩脈沖間隔一致,形狀一致,且與預期的相同。 確定波形的頻率與車速同步,并且占空比決無變化,還要觀察如下內容:觀察波形的一致性,檢查波形頂部和底部尖角。 觀察幅度的一致性:波形高度應相等,因為給傳感器的供電電壓是不變的。有些實例表明波形底部或頂部有缺口或不規則。 這里關鍵是波形的穩定性不變,若波形對地電位過高,則說明電阻過大或傳感器接地不良。
觀察由行駛性能問題的產生和故障碼出現而誘發的波形異常,這樣可以確定與顧客反映的故障或行駛性能故障產生的根本原因直接有關信號問題。 雖然霍爾效應傳感器一般設計能在高至150℃溫度下運行,但它們的工作仍然會受到溫度的影響,許多霍爾效應傳感器在一定的溫度下(冷或熱)會失效。 如果示波器顯示波形不正常,檢查被干擾的線或連接不良的線束,檢查示波器和連線,并確定有關部件轉動正常(如:輸出軸、傳感器轉軸等)。 當示波器顯示故障時,搖動線束,這可以提供進一步判斷,以確認霍爾效應傳感器是否是故障的根本原因。
光電式
光電式車速傳感器是固態的光電半導體傳感器,它由帶孔的轉盤兩個光導體纖維,一個發光二極管,一個作為光傳感器的光電三極管組成。 一個以光電三極管為基礎的放大器為發動機控制電腦或點火模塊提供足夠功率的信號,光電三極管和放大器產生數字輸出信號(開關脈沖)。
發光二極管透過轉盤上的孔照到光電三極管上實現光的傳遞與接收。轉盤上間斷的孔可以開閉照射到光電三極管上的光源,進而觸發光電三極管和放大器,使之像開關一樣地打開或關閉輸出信號。 從示波器上觀察光電式車速傳感器輸出波形的方法與霍爾式車速傳感器完全一樣,只是光電傳感器有一個弱點即它們對油或臟物在光通過轉盤傳遞的干涉十分敏感,所以光電傳感器的功能元件通常被設計成密封得十分好,但損壞的分電器或密封墊容器在使用中會使油或贓物進入敏感區域,這會引起行駛性能問題并產生故障碼。

車速傳感器種類:車速傳感器的類型有哪些_1

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