车速传感器的作用 车速传感器对车辆系统十分重要,可为提供车辆数据,还有何作用?
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江卿曻编辑|江卿曻
前言
车速传感器通过提供关于车速的实时数据,在现代汽车中起着至关重要的作用,该信息对于车辆中的各种系统至关重要,例如防抱死制动系统、牵引力控制和变速器控制。
车速传感器主要有两种类型:车轮速度传感器和变速器速度传感器,车轮速度传感器安装在每个车轮上,测量车轮的转速。它通常使用磁性或霍尔效应传感器来检测轮毂或制动盘上的齿或磁性标记。当车轮旋转时,传感器产生电脉冲,其频率与车轮的速度成正比。这些数据然后被发送到车辆的电子控制单元(ECU)进行处理。
提供车辆数据,对汽车起重要作用,车速传感器究竟有何作用?
基本介绍
变速器速度传感器,也称为车速传感器(VSS)或输出速度传感器(OSS ),位于变速器或变速驱动桥内。它监测变速器输出轴的转速。与车轮速度传感器类似,它利用磁性或霍尔效应原理根据轴的转速产生电信号。ECU使用这些数据来计算车速,并控制各种功能,如换档点和变矩器锁止。车速传感器利用各种技术来精确测量车轮或轴的速度。
磁性速度传感器根据电磁感应原理工作,有齿的变磁阻环或磁铁附在旋转的轮或轴上,传感器靠近它放置。当牙齿或磁铁经过传感器的线圈时,磁场的变化会在线圈中感应出电压信号。传感器将该电压信号转换成电脉冲,用于确定速度。霍尔效应速度传感器利用霍尔效应来测量磁场的存在。它们由一个有电流流过的半导体元件组成。
当暴露在磁场中时,霍尔效应会在半导体上产生电压差,这种电压变化与磁场强度成正比,而磁场强度又与旋转部件的速度有关。车速传感器广泛应用于汽车行业,有助于提高安全性和性能。防抱死制动系统依靠来自车轮速度传感器的数据来检测各个车轮的速度。如果一个车轮在制动过程中开始抱死,ABS可以调节该车轮的制动压力,使其旋转并保持牵引力。
这防止了打滑和失控,大大提高了紧急制动情况下的车辆稳定性,牵引力控制系统利用来自车轮速度传感器的速度数据来检测车轮打滑或牵引力损失。当检测到打滑时,TCS系统可以对特定车轮进行选择性制动或调整发动机功率以防止车轮打滑,从而提高在光滑路面上的抓地力。变速器控制系统使用来自变速器速度传感器的数据来确定车速。
主要功能
当系统检测到一个或多个车轮处于抱死边缘时,它会调节这些特定车轮的制动压力。这可以防止打滑,并确保驾驶员在紧急制动时保持对车辆的控制,从而大大降低事故风险。牵引力控制系统利用来自轮速传感器的数据来检测任何车轮打滑或牵引力丧失的情况。如果一个车轮比其他车轮转得更快,表明抓地力不足。
TCS系统可以对特定车轮进行选择性制动或调整发动机功率输出,这一动作有助于将扭矩以更好的牵引力传递给车轮,增强车辆在光滑或不平路面上的稳定性,并降低打滑的可能性。变速器速度传感器,也称为车速传感器(VSS),在优化车辆变速器控制方面起着至关重要的作用。通过连续监测输出轴的速度,变速器控制单元可以准确地确定车速。
该数据随后用于调整换档,使变速器能够根据行驶条件选择合适的传动比,这提高了燃油效率,发动机性能和整体驾驶体验。现代车辆通常配备有巡航控制系统,该系统允许驾驶员保持恒定的速度,而不需要持续的踏板输入。车速传感器是巡航控制功能的组成部分。启动后,巡航控制系统使用来自车速传感器的数据来保持驾驶员设定的理想车速。
如果车辆速度偏离预设值,系统会自动调整油门或制动,以返回到所需的速度,在长途旅行中提供便利和舒适。车速传感器有助于里程表和行车电脑读数的准确性。传感器提供车辆速度的实时数据,然后用于计算行驶距离。这确保里程表显示车辆里程的准确测量值。行车电脑依靠速度传感器数据来计算燃油效率、平均速度和预计到达时间。
产品种类
车速传感器是现代汽车中的重要部件,为各种控制系统提供有关车速的重要数据。这些传感器有不同的类型,每一种都采用独特的技术来精确测量车轮或轴的速度。本文探讨各种类型的车速传感器、其工作原理及其在汽车系统中的应用。磁感应车速传感器,也称为无源传感器,广泛用于汽车应用中。
霍尔效应车速传感器是利用霍尔效应现象来测量速度的有源传感器,这些传感器包含一个有电流流过的半导体元件。当受到磁场作用时,霍尔效应会在半导体上产生电压差。磁场的强度与旋转部件的速度直接相关。与磁感应传感器相比,霍尔效应传感器具有更快的响应时间和更高的精度,适合需要精确速度测量的应用。
可变磁阻车速传感器,也称为无源磁传感器,通常用于汽车应用中,这些传感器由线圈和磁极片组成。当旋转变磁阻转子上的齿经过传感器时,与线圈相连的磁通量发生变化,感应出电压信号。这些电压信号的频率与车轮或轴的转速成正比。可变磁阻传感器坚固耐用,适合高速应用,是各种车辆车轮速度检测的理想选择。
基于雷达的车速传感器利用雷达技术来测量车速,这些传感器发射无线电波,并测量电波在击中移动目标(如另一辆汽车或路面)后反弹所需的时间。基于雷达的速度传感器通常用于高级驾驶员辅助系统(ADAS ),用于自适应巡航控制和防撞。车速传感器是现代车辆中各种各样的重要部件,提供关于车轮和轴的速度的准确数据。
主要用途
车速传感器在现代汽车中起着举足轻重的作用,它向各种系统和部件提供车速的实时数据。本文探讨车速传感器的主要应用,强调它们如何有助于提高安全性、效率和整体驾驶体验。车速传感器的一个关键应用是防抱死制动系统(ABS)。ABS是一项重要的安全功能,可防止车轮在制动过程中抱死,确保驾驶员即使在湿滑或不平的路面上也能保持对车辆的控制。
车速传感器监测每个车轮的转速,并将该信息传递给ABS控制模块,该系统然后单独调节每个车轮上的制动压力,允许它们自由旋转并防止打滑。这种能力大大缩短了停车距离,并最大限度地降低了紧急制动情况下的事故风险。牵引力控制系统依靠来自车速传感器的数据来监控车轮速度,防止车轮打滑或失去牵引力。
当牵引力控制系统检测到一个或多个车轮比其他车轮转得更快时,表明可能失去抓地力,它可以选择性地对这些车轮施加制动或降低发动机功率以恢复牵引力。这有助于提高车辆的稳定性和控制能力,尤其是在湿滑或结冰的路面上,并确保驾驶员即使在充满挑战的驾驶条件下也能保持对车辆的控制。
车速传感器,也称为车速传感器(VSS)或输出速度传感器(OSS),对变速器控制至关重要。这些传感器监测变速器输出轴的转速,为电子控制单元(ECU)提供有关车速的重要数据。电子控制单元利用这些信息来调整换档,优化传动比,以提高燃油效率,加速更平稳,并减少变速器部件的磨损。这些传感器提供的精确速度数据确保了无缝换档,并提高了整体驾驶性能。
结语
行车电脑依靠速度传感器数据来计算燃油效率、平均速度和预计到达时间,为驾驶员的行程规划和管理提供有价值的信息。电子稳定控制(ESC),也称为车辆稳定控制(VSC ),是一种安全功能,有助于防止转弯或躲避机动时打滑和失控。电子悬架控制系统使用来自车速传感器、转向角和偏航角速度传感器的数据来确定车辆是否偏离了预定路线。
如果该系统检测到潜在的不稳定性,它可以有选择地对各个车轮进行制动,并调整发动机功率以恢复稳定性,并使车辆保持在预定的路线上。车速传感器的主要应用突出了它们在提高车辆安全性、控制和效率方面的重要作用。从确保防抱死制动系统的有效性到实现精确换档和支持巡航控制,这些传感器是实现更平稳、更安全和更愉快驾驶体验的重要组件。
参考文献
【1】《机械原理与机械零件》 屈国华、康介铎、黄文灿、何元庚 高等教育出版 2011年
【2】《机械零部件设计》 张金美 机械工业出版社 2019年6月
【3】《机械零件常识》黄文 机械工业出版社 2019年4月
汽车上常用传感器的作用与识别
1空气流量计
L型电控燃油喷射系统使用。空气流量计安装在空气滤清器与节气门体之间,它用于测量空气流量。它能将吸入的空气量转换成电信号送至发动机ECU,作为决定喷油量的基本信号之一。
2进气压力传感器
D型电控燃油喷射系统使用。进气压力传感器检测的是节气门后方的进气歧管的绝对压力,它根据发动机转速和负荷的大小检测出进气歧管内绝对压力的变化,然后转换成信号电压送至ECU,ECU根据此信号电压的大小,控制基本喷油量的大小。
3节气门位置传感器
它安装在节气门体上,与节气门轴保持联动,进而反映发动机的不同工况。它是怠速控制、起步加速控制、急加速控制、急减速控制、断油控制、点火提前角控制及自动变速器换挡控制的主要信号传感器。
4曲轴位置传感器
曲轴位置传感器的作用是感知曲轴转角的位置,以确定活塞在气缸中往复运动的位置,作为喷油定时和点火正时的基准点。
5凸轮轴位置传感器
凸轮轴位置传感器又称为气缸识别传感器。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别发动机某气缸(如一缸)上止点位置,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。
6温度传感器
主要检测冷却液温度、进气温度、排气温度等,将它们转换成电信号,从而控制喷油器开启时刻和持续时间。
7氧传感器
氧传感器安装在排气管上,通过检测汽车尾气中氧含量以及气缸中空燃比,向供油系统发出负反馈信号,以修正喷油脉冲,将空燃比调整到理论值,达到理想的排气净化效果。
8爆震传感器
爆震传感器安装在缸体上,向ECU输入气缸压力或发动机震动信号,经ECU处理后,控制点火提前角,抑制爆燃产生。
9车速传感器
用于检测自动变速器输出轴的转速。电控单元根据车速传感器的信号计算车速,作为换挡控制的依据。
10 输入轴转速传感器
输入轴转速传感器用于检测输入轴转速,并将信号送入ECU,使ECU更精确地控制换挡过程,以改善换挡感觉,提高汽车的行驶性能。
11 冷却液温度传感器
当冷却液低于预定温度时,如果变速器换入超速挡,发动机性能及车辆乘坐的舒适性会受到影响。为了防止这种情况发生,在冷却液达到预定温度(例如105℃)以前,自动变速器不会换入最高挡。
12液压油温度传感器
用于检测自动变速器液压油的温度,作为自动变速器控制单元进行换挡控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。
此外还包括各种开关信号,如空挡启动开关信号、强制降挡开关信号、行驶模式开关信号等。
13车轮转速传感器
车轮转速传感器用于检测车轮的转速,并将车轮的转速信号传给ABS电子控制单元。电控单元根据此信号计算汽车的参考车速、各车轮速度和减速度,确定各车轮的滑移率。
14加速度传感器(减速度传感器)
加速度传感器分为正加速度传感器和负加速度传感器,负加速度传感器也称为减速度传感器,又称G传感器。它一般应用于四轮驱动的汽车上,其作用是在汽车制动时,获得汽车减速度信号,从而识别是否是雪路、冰路等易滑路面。
15触发碰撞传感器
触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器,用于检测碰撞时的加速度变化,并将碰撞信号传给安全气囊ECU,作为安全气囊ECU的触发信号。
16防护碰撞传感器
防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器,它与触发碰撞传感器串联,用于防止安全气囊误爆。
17转矩传感器
转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号,电控单元根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向辅助动力的大小。
18 方向盘转角传感器
方向盘转角传感器集成在方向盘下的时钟弹簧内,用来检测方向盘的中间位置、转动方向、转动角度和速度信号。这些信号用于电控助力转向、车辆稳定控制、电控悬架中。
19车身高度传感器
用来检测汽车垂直方向上高度的变化,其信号可使悬架控制单元感受到车辆高度变化,通过有关执行元件调整汽车车身高度。
20 水平传感器
主要检测汽车是否处于水平状态,为电控悬架和大灯自动调平系统提供辅助信号。本期内容来源《汽车传感器入门到精通全图解》 (来源:汽车维修技术与知识)
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