汽車傳感器課件第6章速度ha

1、第六章第六章 速度與減速度傳感器的速度與減速度傳感器的 結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè) 汽車汽車傳感器傳感器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 第三節(jié)第三節(jié) 車速傳感器車速傳感器第四節(jié)第四節(jié) 輪速傳感器輪速傳感器第五節(jié)第五節(jié) 減速度傳感器減速度傳感器 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 車速傳感器車速傳感器：其功用是檢測(cè)汽車行駛速度，并把檢測(cè)結(jié)：其功用是檢測(cè)汽車行駛速度，并把檢測(cè)結(jié)果輸入給汽車儀表系統(tǒng)，用于顯示車速；或用于自果輸入給汽車儀表系統(tǒng)，用于顯示車速；或用于自動(dòng)變速器動(dòng)變速器系統(tǒng)、巡航定速系統(tǒng)等。系統(tǒng)、巡航定速系統(tǒng)等。車速通常通過直接或間接檢測(cè)汽車車速通常通

2、過直接或間接檢測(cè)汽車輪胎的轉(zhuǎn)速獲得的。輪胎的轉(zhuǎn)速獲得的。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器：其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并把檢：其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并把檢測(cè)結(jié)果輸入到汽車儀表系統(tǒng)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工況；或輸入測(cè)結(jié)果輸入到汽車儀表系統(tǒng)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工況；或輸入發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和底盤某些控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和底盤某些控制系統(tǒng)的ECU，用于，用于燃油噴射量、點(diǎn)燃油噴射量、點(diǎn)火提前角、動(dòng)力傳動(dòng)等控制?；鹛崆敖恰?dòng)力傳動(dòng)等控制。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)通常利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)通常利用曲曲軸位置傳感器的檢測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的軸位置傳感器的檢測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用在汽車上的速度應(yīng)用在汽車上的速度/減速度傳感器有：減速度傳感器有： 車輪轉(zhuǎn)

3、速傳感器車輪轉(zhuǎn)速傳感器：其功用是檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速，并把檢測(cè)結(jié)：其功用是檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速，并把檢測(cè)結(jié)果輸入果輸入ABS/ASR系統(tǒng)系統(tǒng)ECU，用于汽車的制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制。，用于汽車的制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制。 減速傳感器減速傳感器：其功用是檢測(cè)汽車的減速度，并把檢測(cè)結(jié)：其功用是檢測(cè)汽車的減速度，并把檢測(cè)結(jié)果輸入果輸入ABS系統(tǒng)的系統(tǒng)的ECU，用于汽車的制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制。，用于汽車的制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制。傳傳 感感 器器結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)安安 裝裝 位位 置置工作原理工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器傳感器 舌簧開關(guān)式舌簧開關(guān)式 分電器內(nèi)部分電器內(nèi)部 舌簧開關(guān)舌簧開關(guān) 電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式 柴油機(jī)噴油泵、汽油機(jī)分電器柴油機(jī)噴油泵、汽

4、油機(jī)分電器電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 車速傳感器車速傳感器舌簧開關(guān)式舌簧開關(guān)式 車速表轉(zhuǎn)子附近車速表轉(zhuǎn)子附近 舌簧開關(guān)舌簧開關(guān) 電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式 變速器輸出軸附近的殼體上變速器輸出軸附近的殼體上 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 光電式光電式 速度表內(nèi)速度表內(nèi) 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 可變磁阻式可變磁阻式 變速器殼體內(nèi)變速器殼體內(nèi) 改變磁阻改變磁阻 輪速傳感器輪速傳感器 電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式 驅(qū)動(dòng)輪上、從動(dòng)輪上、后橋主驅(qū)動(dòng)輪上、從動(dòng)輪上、后橋主減速器殼上或變速器輸出軸上減速器殼上或變速器輸出軸上 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 霍爾式霍爾式 霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng) 減速傳感器減速傳感器光電式光電式 車身、車架上車身、車架上慣性作用慣性作用

5、水銀式水銀式 差動(dòng)變壓器式差動(dòng)變壓器式 速度速度/ /減速度傳感器的結(jié)構(gòu)、原理一覽表減速度傳感器的結(jié)構(gòu)、原理一覽表 由于由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)通常利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)通常利用曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器的檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。若已知曲軸旋轉(zhuǎn)若已知曲軸旋轉(zhuǎn)360360 曲軸位置曲軸位置傳感器傳感器發(fā)出的脈發(fā)出的脈沖數(shù)，即可檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。沖數(shù)，即可檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。各種類型的各種類型的曲軸位置曲軸位置傳感器的傳感器的結(jié)構(gòu)、原理和檢測(cè)在第四章已介紹。下面簡(jiǎn)單介紹結(jié)構(gòu)、原理和檢測(cè)在第四章已介紹。下面簡(jiǎn)單介紹美國(guó)美國(guó)GM公司霍爾式曲軸位置傳感器公司霍爾式曲軸位置傳感器，其它傳感器不再重復(fù)。，其它

6、傳感器不再重復(fù)。第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 美國(guó)美國(guó)GM公司公司霍爾式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端，霍爾式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端，采用觸發(fā)葉片式。曲軸皮帶輪前端裝內(nèi)外兩個(gè)帶觸發(fā)葉片的采用觸發(fā)葉片式。曲軸皮帶輪前端裝內(nèi)外兩個(gè)帶觸發(fā)葉片的信號(hào)輪，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。外信號(hào)輪均勻分布著信號(hào)輪，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。外信號(hào)輪均勻分布著18個(gè)觸發(fā)葉個(gè)觸發(fā)葉片片和和 18個(gè)窗口個(gè)窗口，葉片和窗口的寬度為，葉片和窗口的寬度為10 弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)，外信號(hào)輪每外信號(hào)輪每旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生周產(chǎn)生18個(gè)脈沖信號(hào)個(gè)脈沖信號(hào)，稱為稱為18 信號(hào)信號(hào)。 內(nèi)信號(hào)輪設(shè)有內(nèi)信號(hào)輪設(shè)有3個(gè)觸發(fā)葉片和個(gè)觸發(fā)葉片和3個(gè)窗口，

7、脈沖周期均為個(gè)窗口，脈沖周期均為120曲軸轉(zhuǎn)角的時(shí)間，脈沖上升沿分別產(chǎn)生于第曲軸轉(zhuǎn)角的時(shí)間，脈沖上升沿分別產(chǎn)生于第1、4缸、第缸、第3、6缸和第缸和第2、5缸上止點(diǎn)前缸上止點(diǎn)前75 作為判別氣缸基準(zhǔn)信號(hào)，此作為判別氣缸基準(zhǔn)信號(hào)，此信號(hào)相當(dāng)于前述光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的信號(hào)相當(dāng)于前述光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的120 信號(hào)信號(hào)。磁場(chǎng)被旁路磁場(chǎng)被旁路磁場(chǎng)未旁路磁場(chǎng)未旁路發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn)360 18脈沖脈沖美國(guó)美國(guó)GM公司的霍爾式曲軸位置傳感器公司的霍爾式曲軸位置傳感器第三節(jié)第三節(jié) 車速傳感器車速傳感器 檢測(cè)汽車行駛速度，并把檢測(cè)結(jié)果輸入給汽車儀表系統(tǒng)檢測(cè)汽車行駛速度

8、，并把檢測(cè)結(jié)果輸入給汽車儀表系統(tǒng)用于顯示車速；或?qū)z測(cè)的車速信號(hào)輸入到需要車速信號(hào)的用于顯示車速；或?qū)z測(cè)的車速信號(hào)輸入到需要車速信號(hào)的汽車控制系統(tǒng)的汽車控制系統(tǒng)的ECU。 在汽車儀表系統(tǒng)中要顯示車速；在汽車燃油噴射、自在汽車儀表系統(tǒng)中要顯示車速；在汽車燃油噴射、自動(dòng)動(dòng)變速器、變速器、ABS/ASR、巡航定速控制等系統(tǒng)巡航定速控制等系統(tǒng)中都要涉及到汽車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(cè)汽車輪胎的轉(zhuǎn)速的車速狀況。車速通常通過直接或間接檢測(cè)汽車輪胎的轉(zhuǎn)速計(jì)算獲得的。計(jì)算獲得的。1.1.功用功用2.2.車速傳感器的類型車速傳感器的類型 車速傳感器的類型有：車速傳感器的類型有：舌簧

9、開關(guān)式舌簧開關(guān)式、電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式、光電光電式式、可變磁阻式可變磁阻式、霍爾式霍爾式等等例例 老式磁感應(yīng)式車速里程表老式磁感應(yīng)式車速里程表 由變速器經(jīng)由變速器經(jīng)軟軸軟軸驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)。儀表驅(qū)動(dòng)軟軸儀表驅(qū)動(dòng)軟軸（一）舌簧開關(guān)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理（一）舌簧開關(guān)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理1.1.傳感器的結(jié)構(gòu)傳感器的結(jié)構(gòu) 如圖為舌簧開關(guān)式如圖為舌簧開關(guān)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)。舌車速傳感器的結(jié)構(gòu)。舌簧開關(guān)式傳感器安置在簧開關(guān)式傳感器安置在車速表轉(zhuǎn)子附近，當(dāng)車車速表轉(zhuǎn)子附近，當(dāng)車速表驅(qū)動(dòng)軟軸回轉(zhuǎn)時(shí)，速表驅(qū)動(dòng)軟軸回轉(zhuǎn)時(shí)，永久磁鐵也回轉(zhuǎn)，磁鐵永久磁鐵也回轉(zhuǎn)，磁鐵的的 N、S 極將靠近或遠(yuǎn)極將靠近或遠(yuǎn)離舌簧開關(guān)的

10、觸點(diǎn)。離舌簧開關(guān)的觸點(diǎn)。 舌簧開關(guān)舌簧開關(guān)式車速傳感器式車速傳感器舌簧開關(guān)舌簧開關(guān)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子磁鐵磁鐵游絲游絲指針指針輸出輸出接驅(qū)動(dòng)軟軸接驅(qū)動(dòng)軟軸一、舌簧開關(guān)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)一、舌簧開關(guān)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè) 如圖當(dāng)如圖當(dāng)N、S磁極從接近舌簧磁極從接近舌簧開關(guān)到逐漸離開時(shí)，上下兩個(gè)觸開關(guān)到逐漸離開時(shí)，上下兩個(gè)觸點(diǎn)變?yōu)椴煌瑯O性的磁極，觸點(diǎn)互點(diǎn)變?yōu)椴煌瑯O性的磁極，觸點(diǎn)互相吸引，開關(guān)變成閉合狀態(tài)。相吸引，開關(guān)變成閉合狀態(tài)。 如圖當(dāng)如圖當(dāng)N極或極或S極接近觸點(diǎn)極接近觸點(diǎn)時(shí)，上下兩個(gè)觸點(diǎn)變?yōu)橥粯O時(shí)，上下兩個(gè)觸點(diǎn)變?yōu)橥粯O性的磁極，觸點(diǎn)互相排斥，所性的磁極，觸點(diǎn)互相排斥，所以舌簧開關(guān)斷

11、開。以舌簧開關(guān)斷開。2.2.傳感器的工作原理傳感器的工作原理 轉(zhuǎn)子磁鐵一般是轉(zhuǎn)子磁鐵一般是4極極的，車速表驅(qū)動(dòng)軸每回轉(zhuǎn)一圈，就的，車速表驅(qū)動(dòng)軸每回轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)輸出會(huì)輸出4個(gè)脈沖。個(gè)脈沖。舌簧開關(guān)式車速傳感器應(yīng)用于電子式車速舌簧開關(guān)式車速傳感器應(yīng)用于電子式車速/ /里程表里程表信信 號(hào)號(hào)處理電路處理電路車速表車速表里程表里程表用用指針式指針式萬用表萬用表電壓檔檢測(cè)電壓檔檢測(cè)舌簧開關(guān)式車速傳感器，把舌簧開關(guān)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)表筆接在傳感器連接器插頭兩端子上，起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1 2s，觀，觀察電壓表指針是否有脈沖電壓產(chǎn)生，若無脈沖電壓產(chǎn)生，表察電壓表指針是否有脈沖

12、電壓產(chǎn)生，若無脈沖電壓產(chǎn)生，表示傳感器有故障，應(yīng)當(dāng)更換。示傳感器有故障，應(yīng)當(dāng)更換。（二）舌簧開關(guān)式車速傳感器的檢測(cè)（二）舌簧開關(guān)式車速傳感器的檢測(cè)一、電磁感應(yīng)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)一、電磁感應(yīng)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)（一）電磁感應(yīng)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理（一）電磁感應(yīng)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理1.1.傳感器的結(jié)構(gòu)傳感器的結(jié)構(gòu)如圖如圖車速傳感器由永久磁鐵和電磁感應(yīng)線圈組成，它被車速傳感器由永久磁鐵和電磁感應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)子。定齒輪為感應(yīng)轉(zhuǎn)子。 駐車鎖定齒輪駐車鎖定齒輪

13、車速傳感器車速傳感器永久磁鐵永久磁鐵感應(yīng)線圈感應(yīng)線圈電控組件電控組件當(dāng)變速器輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，駐車鎖定齒輪的凸齒，不斷地當(dāng)變速器輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而靠近或離開車速傳感器，使線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交流電，車速越高，輸出軸轉(zhuǎn)速也越高，感應(yīng)電壓脈沖產(chǎn)生交流電，車速越高，輸出軸轉(zhuǎn)速也越高，感應(yīng)電壓脈沖頻率也越高，電控組件根據(jù)感應(yīng)電壓脈沖的頻率計(jì)算汽車行頻率也越高，電控組件根據(jù)感應(yīng)電壓脈沖的頻率計(jì)算汽車行駛的速度。駛的速度。 2.2.傳感器的工作原理傳感器的工作原理感感應(yīng)應(yīng)電電壓壓時(shí)間時(shí)間-U+U 電磁感應(yīng)式車速傳感器安裝在電

14、磁感應(yīng)式車速傳感器安裝在自動(dòng)變速器輸出軸自動(dòng)變速器輸出軸附近附近的殼體上，用于檢測(cè)自動(dòng)變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速。電控單元的殼體上，用于檢測(cè)自動(dòng)變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速。電控單元ECU根據(jù)車速傳感器的信號(hào)計(jì)算車速，作為換擋控制的依根據(jù)車速傳感器的信號(hào)計(jì)算車速，作為換擋控制的依據(jù)。該傳感器的安裝情況如圖所示。據(jù)。該傳感器的安裝情況如圖所示。2.2.傳感器的安裝位置傳感器的安裝位置駐車鎖定齒輪駐車鎖定齒輪車速傳感器車速傳感器輸出軸輸出軸（二）電磁感應(yīng)式車速傳感器的檢測(cè)（二）電磁感應(yīng)式車速傳感器的檢測(cè)感感應(yīng)應(yīng)電電壓壓時(shí)間時(shí)間-U+U1.1.開路檢測(cè)：開路檢測(cè)：檢測(cè)傳感器的電阻。檢測(cè)傳感器的電阻。2.2.模擬檢測(cè)：

15、模擬檢測(cè)：檢測(cè)傳感器的輸出波形。檢測(cè)傳感器的輸出波形。3.3.開路檢測(cè)：開路檢測(cè)：檢測(cè)感應(yīng)脈沖。檢測(cè)感應(yīng)脈沖。磁性物體磁性物體 別克轎車車速傳感器是別克轎車車速傳感器是電磁感應(yīng)式，該傳感器安裝在電磁感應(yīng)式，該傳感器安裝在自動(dòng)變速器輸入軸端。該傳感器的安裝情況如圖所示。自動(dòng)變速器輸入軸端。該傳感器的安裝情況如圖所示。輸入車速輸入車速傳感器傳感器驅(qū)動(dòng)鏈輪驅(qū)動(dòng)鏈輪車速傳感器車速傳感器磁性轉(zhuǎn)輪磁性轉(zhuǎn)輪磁性傳感頭磁性傳感頭連接插座連接插座（三）變速器輸入軸（三）變速器輸入軸車速傳感器車速傳感器車車速速傳傳感感器器輸入軸輸入軸三、光電式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)三、光電式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)車速

16、表軟軸車速表軟軸光耦合器件光耦合器件遮光板遮光板車速表軟軸車速表軟軸 光電式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與曲軸或凸輪軸光電光電式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與曲軸或凸輪軸光電式位置傳感器基本相同，檢測(cè)方法類似。式位置傳感器基本相同，檢測(cè)方法類似。車速表軟軸每轉(zhuǎn)一圈，傳感器產(chǎn)生車速表軟軸每轉(zhuǎn)一圈，傳感器產(chǎn)生2020個(gè)脈沖個(gè)脈沖。記憶電路記憶電路計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器定時(shí)電路定時(shí)電路整形電路整形電路判斷電路判斷電路1/5分頻電路分頻電路車速車速傳感器傳感器km/h車速傳感器車速傳感器專用專用IC顯示電路顯示電路其他控制系統(tǒng)其他控制系統(tǒng)報(bào)警蜂鳴器報(bào)警蜂鳴器100km/h報(bào)警燈報(bào)警燈車速表車速表軟軸軟軸車速表電路框圖車速表

17、電路框圖光電車速傳感器原理光電車速傳感器原理四、可變磁阻式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)四、可變磁阻式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)車速傳感器車速傳感器多極磁環(huán)多極磁環(huán)混合集成電路混合集成電路 磁阻效應(yīng)（磁阻效應(yīng)（Magneto-resistance Effects）是指某些金屬）是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場(chǎng)變化而變化的現(xiàn)象。磁阻效應(yīng)或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場(chǎng)變化而變化的現(xiàn)象。磁阻效應(yīng)在金屬里可以忽略，在某些半導(dǎo)體中較大。在金屬里可以忽略，在某些半導(dǎo)體中較大。1.1.傳感器的結(jié)構(gòu)傳感器的結(jié)構(gòu) 主要有兩個(gè)器件：主要有兩個(gè)器件：磁環(huán)磁環(huán)和內(nèi)裝有和內(nèi)裝有磁阻元件磁阻元件的混合集成電路。的混合集

18、成電路。1.1.傳感器的原理傳感器的原理 如圖所示，當(dāng)多極磁環(huán)如圖所示，當(dāng)多極磁環(huán)繞其軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，使靠近磁環(huán)繞其軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，使靠近磁環(huán)的混合集成電路內(nèi)的磁阻元的混合集成電路內(nèi)的磁阻元件處的磁場(chǎng)變化，從而使磁件處的磁場(chǎng)變化，從而使磁阻元件的電阻發(fā)生變化。阻元件的電阻發(fā)生變化。 混合集成電路在磁阻元混合集成電路在磁阻元件的電阻變化時(shí)，輸出與多件的電阻變化時(shí)，輸出與多極磁環(huán)繞旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的極磁環(huán)繞旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)。 該該傳感器的優(yōu)點(diǎn)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是多極是多極磁環(huán)可安裝在變速器的磁環(huán)可安裝在變速器的輸出輸出軸軸上，這樣可以取消儀表的上，這樣可以取消儀表的軟軸。軟軸?；旌霞呻娐坊旌霞呻?/p>

19、路五、霍爾式車速傳感器的結(jié)構(gòu)原理五、霍爾式車速傳感器的結(jié)構(gòu)原理 霍爾式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與曲軸或凸輪軸光電式霍爾式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與曲軸或凸輪軸光電式位置傳感器基本相同，檢測(cè)方法類似。位置傳感器基本相同，檢測(cè)方法類似。觸發(fā)葉輪觸發(fā)葉輪帶導(dǎo)板的永久磁鐵帶導(dǎo)板的永久磁鐵霍爾集成塊霍爾集成塊霍爾傳感器霍爾傳感器混合集成電路混合集成電路霍爾集成塊的電路框圖霍爾集成塊的電路框圖第四節(jié)第四節(jié) 輪速傳感器輪速傳感器 是檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速，并把檢測(cè)結(jié)果輸入是檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速，并把檢測(cè)結(jié)果輸入ABS/ASR等用于制等用于制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制的系統(tǒng)的動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制的系統(tǒng)的ECU。1.輪速傳感器的功用輪速傳感器的功用 有關(guān)

20、汽車制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)的各類電子控制系統(tǒng)如：防抱死制有關(guān)汽車制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)的各類電子控制系統(tǒng)如：防抱死制動(dòng)動(dòng)(ABS)、驅(qū)動(dòng)防滑、驅(qū)動(dòng)防滑(ASR)或電子制動(dòng)力分配或電子制動(dòng)力分配(EBD)、轉(zhuǎn)向制、轉(zhuǎn)向制動(dòng)控制動(dòng)控制(CBC)、電子穩(wěn)定程序、電子穩(wěn)定程序(ESP)等系統(tǒng)控制均需要獲取車等系統(tǒng)控制均需要獲取車輪的轉(zhuǎn)速狀況。輪的轉(zhuǎn)速狀況。 車速通常檢測(cè)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，換算為汽車驅(qū)動(dòng)輪車速通常檢測(cè)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，換算為汽車驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速間接獲得的。輪速傳感器一般是直接檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速間接獲得的。輪速傳感器一般是直接檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)速且所有車輪的轉(zhuǎn)速均檢測(cè)。且所有車輪的轉(zhuǎn)速均檢測(cè)。2.輪速傳感器的類型輪速

21、傳感器的類型 本節(jié)介紹的輪速傳感器有本節(jié)介紹的輪速傳感器有電磁式、電磁式、霍爾式兩類霍爾式兩類。其結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)與原理與原理與汽車其他位置的這與汽車其他位置的這類類轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器類似。轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器類似。1.1.傳感器的結(jié)構(gòu)傳感器的結(jié)構(gòu)一、電磁式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)一、電磁式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)傳感頭傳感頭：安裝在不隨車輪旋轉(zhuǎn)的部件上，如轉(zhuǎn)向節(jié)、懸架：安裝在不隨車輪旋轉(zhuǎn)的部件上，如轉(zhuǎn)向節(jié)、懸架 支承、半軸套管或制動(dòng)底板上。支承、半軸套管或制動(dòng)底板上。齒齒 圈圈：安裝在隨車輪旋轉(zhuǎn)的部件上，如輪轂、制動(dòng)盤或：安裝在隨車輪旋轉(zhuǎn)的部件上，如輪轂、制動(dòng)盤或 半軸上。半軸上。傳感頭傳感頭2.

22、2.傳感器的特點(diǎn)傳感器的特點(diǎn)高速時(shí)高速時(shí)低速時(shí)低速時(shí)時(shí)間時(shí)間電電壓壓 電磁式輪速電磁式輪速傳感器傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)粉塵污染不敏感，傳感粉塵污染不敏感，傳感頭不需外接電源。頭不需外接電源。 輸出信號(hào)的幅值和輸出信號(hào)的幅值和頻率受轉(zhuǎn)速影響大，抗頻率受轉(zhuǎn)速影響大，抗電磁波干擾能力差，易電磁波干擾能力差，易產(chǎn)生誤信號(hào)。產(chǎn)生誤信號(hào)。 適于適于15 160 km/h優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：2.2.傳感器的安裝部位傳感器的安裝部位安裝在前輪上安裝在前輪上轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)輪轂輪轂齒圈齒圈傳感器傳感器懸架支承懸架支承半軸半軸齒圈齒圈傳感器傳感器安裝在后輪上安裝在后輪上 輸出信號(hào)電壓幅值不

23、受轉(zhuǎn)速的影響，頻率響應(yīng)高，抗輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響，頻率響應(yīng)高，抗電磁波干擾能力強(qiáng)。電磁波干擾能力強(qiáng)。二、霍爾式輪速傳感器二、霍爾式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)的結(jié)構(gòu)、原理與檢測(cè)2.2.傳感器傳感器的特點(diǎn)的特點(diǎn)1.傳感器傳感器的結(jié)構(gòu)、原理的結(jié)構(gòu)、原理霍爾元件霍爾元件磁體磁體齒圈齒圈霍爾元件霍爾元件磁體磁體齒圈齒圈霍爾元件磁場(chǎng)較弱霍爾元件磁場(chǎng)較弱霍爾元件磁場(chǎng)較強(qiáng)霍爾元件磁場(chǎng)較強(qiáng)3.3.傳感器傳感器的安裝的安裝 類似于電磁感應(yīng)輪速傳感器。類似于電磁感應(yīng)輪速傳感器。 1、 畫出發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力傳遞路線示意圖。并標(biāo)出常畫出發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力傳遞路線示意圖。并標(biāo)出常見的汽車傳感

24、器位置。見的汽車傳感器位置。2、若上述傳遞路線中，車速傳感器、若上述傳遞路線中，車速傳感器(一周脈沖個(gè)數(shù)一周脈沖個(gè)數(shù)n0=10)測(cè)得的信測(cè)得的信號(hào)頻率號(hào)頻率f=100Hz，主傳動(dòng)比，主傳動(dòng)比i0=1:2，車輪直徑，車輪直徑D=1m，請(qǐng)計(jì)算對(duì)應(yīng)，請(qǐng)計(jì)算對(duì)應(yīng)的車速的車速v=？（單位：公里？（單位：公里/小時(shí)）小時(shí)）3、在直行中，車速傳感器和輪速傳感器所換算出的車速是否總是、在直行中，車速傳感器和輪速傳感器所換算出的車速是否總是相等？請(qǐng)具體闡述。相等？請(qǐng)具體闡述。1、曲軸、曲軸飛輪飛輪離合器離合器變速箱變速箱傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸主變速器主變速器差差速器速器半軸半軸輪轂輪轂轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器 車速傳感器車速

25、傳感器 輪速傳感器輪速傳感器2、車速傳感器每秒轉(zhuǎn)數(shù)、車速傳感器每秒轉(zhuǎn)數(shù)0=f/ n0=100/10=10轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)主變秒。經(jīng)主變速器后為：速器后為：1=0/ i0=5轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒秒.車速車速V=D1=3.14*1*5 (m/s)= 3.14*1*5*3600/1000 (km/h)=56.52 (km/h)3、不是總是相等。當(dāng)純滾動(dòng)時(shí)，二者換算出的車速相等。、不是總是相等。當(dāng)純滾動(dòng)時(shí)，二者換算出的車速相等。 當(dāng)剎車而輪子抱死或局部抱死時(shí)，輪速當(dāng)剎車而輪子抱死或局部抱死時(shí)，輪速車速。車速。第五節(jié)第五節(jié) 減速度傳感器減速度傳感器 減速度傳感器又稱減速度傳感器又稱G傳感器傳感器，通常用于四輪驅(qū)動(dòng)汽車的

26、，通常用于四輪驅(qū)動(dòng)汽車的ABS/ASR等與汽車等與汽車驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)與與制動(dòng)制動(dòng)控制有關(guān)的系統(tǒng)上?？刂朴嘘P(guān)的系統(tǒng)上。 汽車高附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)其減速度大，在低附著系汽車高附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)其減速度大，在低附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)其減速度小，當(dāng)汽車行駛在雪地、結(jié)冰路等數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)其減速度小，當(dāng)汽車行駛在雪地、結(jié)冰路等低附著系數(shù)路面上時(shí)，采取相應(yīng)措施，以提高制動(dòng)性能。低附著系數(shù)路面上時(shí)，采取相應(yīng)措施，以提高制動(dòng)性能。 汽車在在低附著系數(shù)行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪通常會(huì)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)汽車在在低附著系數(shù)行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪通常會(huì)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。兩輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，現(xiàn)象。兩輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，ABS系統(tǒng)的系統(tǒng)的ECU可根據(jù)輪速傳感可根

27、據(jù)輪速傳感器傳來的信號(hào)判斷驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)狀況。器傳來的信號(hào)判斷驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)狀況。 ABS系統(tǒng)在不同的附著系數(shù)路面將采用不同的防抱死制系統(tǒng)在不同的附著系數(shù)路面將采用不同的防抱死制動(dòng)方式。動(dòng)方式。 用于獲取汽車減速度信號(hào)；該信號(hào)送入用于獲取汽車減速度信號(hào)；該信號(hào)送入ECU后，對(duì)路面后，對(duì)路面的附著系數(shù)高低進(jìn)行判斷。的附著系數(shù)高低進(jìn)行判斷。 1.1.減速度傳感器的功用減速度傳感器的功用 光電式減速度傳光電式減速度傳感器由兩個(gè)發(fā)光二極感器由兩個(gè)發(fā)光二極管、兩個(gè)光敏三極管管、兩個(gè)光敏三極管一個(gè)透光板和信號(hào)轉(zhuǎn)一個(gè)透光板和信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成。換電路組成。 發(fā)光二極管發(fā)光二極管透光板透光板光敏晶體管光敏晶體管

28、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路光敏晶體管光敏晶體管透光板透光板光電式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)光電式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)一、光電式減速度傳感器一、光電式減速度傳感器 的結(jié)構(gòu)、原理的結(jié)構(gòu)、原理1.1.感器的結(jié)構(gòu)感器的結(jié)構(gòu)減速度傳感器有減速度傳感器有光電式光電式、水銀式水銀式、差動(dòng)式變壓式差動(dòng)式變壓式等。等。2.2.減速度傳感器類型減速度傳感器類型 汽車勻速行駛時(shí)，傳感器的透光板靜止不動(dòng)；汽車制動(dòng)汽車勻速行駛時(shí)，傳感器的透光板靜止不動(dòng)；汽車制動(dòng)時(shí)，即減速行駛時(shí)，透光板由于時(shí)，即減速行駛時(shí)，透光板由于慣性慣性則隨著減速度的變化而則隨著減速度的變化而沿汽車的縱軸方向進(jìn)行擺動(dòng)。沿汽車的縱軸方向進(jìn)行擺動(dòng)。透光板透光板減速

29、度減速度傳感器傳感器勻速行駛時(shí)勻速行駛時(shí)減速行駛時(shí)減速行駛時(shí)2.2.感器的工作原理感器的工作原理 透光板的作用是穿過或隔斷發(fā)光二極管到光電三極管之透光板的作用是穿過或隔斷發(fā)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(guān)。兩對(duì)發(fā)光二極管間的光線，以此控制光電三極管的開與關(guān)。兩對(duì)發(fā)光二極管和光電三極管的組合可以將汽車的減速度分為和光電三極管的組合可以將汽車的減速度分為4個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。 透光板透光板透光板透光板透光縫透光縫1 1號(hào)號(hào)2 2號(hào)號(hào)光敏光敏晶體管晶體管光敏光敏晶體管晶體管發(fā)光發(fā)光二極管二極管開開關(guān)關(guān)光電式減速度傳感器的工作原理光電式減速度傳感器的工作原理減速度減速度速率速率低

30、減速率低減速率1 1低減速率低減速率2 2中等減速率中等減速率高減速率高減速率光敏光敏晶體管晶體管1 1通通斷斷斷斷通通光敏光敏晶體管晶體管2 2通通通通斷斷斷斷透光板透光板位置位置減速度率的等級(jí)與光敏三極管同斷的關(guān)系減速度率的等級(jí)與光敏三極管同斷的關(guān)系 水銀式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由水銀和水銀式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由水銀和玻璃管組成，這種傳感器應(yīng)用在日產(chǎn)玻璃管組成，這種傳感器應(yīng)用在日產(chǎn)4 44 4全輪驅(qū)動(dòng)汽車上。全輪驅(qū)動(dòng)汽車上。二、水銀式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)、原理二、水銀式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)、原理汽車行駛方向汽車行駛方向玻璃管玻璃管玻璃管玻璃管水銀水銀a)a)低附著系數(shù)路面制動(dòng)時(shí)低附著系數(shù)路面制動(dòng)時(shí)b)b)高附著系數(shù)路面制動(dòng)時(shí)高附著系數(shù)路面制動(dòng)時(shí)搭鐵搭鐵輸出電極