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汽车传感器之车速传感器

摘要:汽车电子技术是汽车工业发展的核心技术之一。汽车传

感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键

部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一,汽车传感器的使

用数量与技术水平决定了汽车控制系统的性能。本文主要介绍了

汽车传感器的发展、特点,对汽车传感器中的车速传感器的工作原

理、分类、应用情况等做了一个详细描述。

关键词:车速传感器;磁电式;霍尔式;光电式

一、汽车传感器的发展史

在20世纪60年代,汽车上仅有机油压力传感器、油量传感器

与水温传感器,它们与仪表或指示灯连接。

进入70年代后,为了治理排放,又增加了一些传感器来帮助控

制汽车的动力系统,因为同期出现的催化转换器、电子点火与燃油

喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。80年

代,防抱死制动装置与气囊提高了汽车安全性。

今天,传感器有用来测定各种流体温度与压力(如进气温度、气

道压力、冷却水温与燃油喷射压力等的传感器;有用来确定各部分

速度与位置的传感器(如车速、节气门开度、凸轮轴、曲轴、变速

器的角度与速度、排气再循环阀(EGR的位置等;还有用于测量发

动机负荷、爆震、断火及废气中含氧量的传感器;确定座椅位置的

传感器;在防抱死制动系统与悬架控制装置中测定车轮转速、路面

高差与轮胎气压的传感器;保护前排乘员的气囊,不仅需要较多的碰

撞传感器与加速度传感器。面对制造商提供的侧量、顶置式气囊

以及更精巧的侧置头部气囊,还要增加传感器。

二、汽车传感器的特点

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汽车传感技术是随着汽车电子的发展而发展起来的一种技术。

汽车传感器是汽车电子控制系统的输入装置,它把汽车运行过程中

的各种工况信息如车速、发动机运转工况等转化成电信号输给中

央控制单元,使发动机处于最佳工作状态。汽车传感器可对温度、

压力、位置、转速、加速度、流量、湿度、电磁、光电、气体、

振动等信息,进行实时、有效而准确的测量与控制。由于汽车行驶

环境中温度与气候条件差别极大,因此要求传感器具有极强的适应

能力,能在-40℃一100℃的环境中正常工作。同时,汽车传感器还

要经受来自发动机内部的各种干扰,以及行驶过程中的路况引起的

振动。因此,汽车工业对传感器的要求极为苛刻,汽车传感器必须具

有稳定性与精度高、响应快、可靠性好、抗干扰与抗震能

力强、使用寿命长等特点。

三、车速传感器

车速传感器检测电控汽车的车速,控制电脑用这个输入信号来

控制发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动

机冷却风扇的开闭与巡航定速等其它功能。车速传感器的输出信

号可以是磁电式交流信号,也可以是霍尔式数字信号或者是光电式

数字信号,车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内,车速传感

器信号线通常装在屏蔽的外套内,这是为了消除有高压电火线及车

载或其他电子设备产生的电磁及射频干扰,用于保证电子通讯不

产生中断,防止造成驾驶性能变差或其他问题,在汽车上磁电式及光

电式传感器是应用最多的两种车速传感器,在欧洲、北美与亚洲的

各种汽车上比较广泛采用磁电式传感器来进行车速(VSS、曲轴转

角(CKP与凸轮轴转角(CMP的控制,同时还可以用它来感受其它转

动部位的速度与位置信号等,例如压缩机离合器等。

四、车速传感器分类

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1磁电式车速传感器

磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器,它们产生交变

电流信号,通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。这两个线圈接

线柱是传感器输出的端子,当由铁质制成的环状翼轮(有时称为磁组

轮转动经过传感器时,线圈里将产生交流电压信号。磁组轮上的逐

个齿轮将产生一一对应的系列脉冲,其形状是一样的。输出信号的

振幅(峰对峰电压与磁组轮的转速成正比(车速,信号的频率大小表

现于磁组轮的转速大小。传感器磁芯与磁组轮间的气隙大小对传

感器的输入信号的幅度影响极大,如果在磁组轮上去掉一个或多个

齿就可以产生同步脉冲来确定上止点的位置。这会引起输出信号

频率的改变,而在齿减少时输出信号幅度也会改变,发动机控制电脑

或点火模块正是靠这个同步脉冲信号来确定触发电火时间或燃油

喷射时刻的。

测试步骤:可以将系统驱动轮顶起,