七大汽车速度传感器工作原理及应用解析

光电式车速传感器 --由带孔的转盘两个光导体纤维，一个发光二极管，一个作为光传感器的光电三极管组成。 一个以光电三极管为基础的放大器为发动机控制电脑或点火模块提供足够功率的信号，光电三极管和放大器产生数字输出信号(开关脉冲)。发光二极管透过转盘上的孔照到光电二极管上实现光的传递与接收。

发动机转速传感器 ---检测发动机的转速，通常利用曲轴位置传感器来检测发动机的转速并输出来实现的。用于燃油喷射量、点火提前角、动力传动控制等;

车速传感器 ---通常是直接或者间接检测汽车轮胎的转速来来获得的，主要是体现在我们可以在汽车行驶的时候可以知道自己的形式的车速。

车轮转速传感器 ---检测车轮转速并将检测结果输出ECU，主要是的作用是在汽车制动的控制和驱动控制这两方面;

减速传感器 ---其主要的是要检测汽车在减速的时候的减速速度，也是将这个信号回传到ECU，汽车制动的控制和驱动控制这两方面。

加速度传感器在汽车ECS中的应用

它是在单一芯片上集成两个相互独立、测量方向相互垂直的敏感元的测量模块，是由多晶硅微加工表面工艺制成的电容式加速度传感器; 由硅片表面的弹性结构支撑起的质量块下面贴附电容的一个极板，电容的另一极扳固定。当加速度引起质量块的相对位置变化时，电容值也发生变化;两个敏感元的 信号处理电路将各自的电容变化转换成幅值与加速度成正比的方波信号，经工作周期调制(DCM)后，就能将模拟信号转换为数字信号，通过引脚 XOUTYOUT进行输出。另外，ADXL202还可以通过XFILT、YFILT引脚输出模拟信号。

汽车悬挂系统应该能够在高速转向时、在凹凸不平的路面上行驶时以及突然加速和刹车时让车辆仍具有较好的驾驶性能。许多系统采用的是总体式闭环控制。安装在汽车拐角处的垂直加速度计测量车身的加速度，来进行实时调节震动吸收器，以达到安全平稳驾车。在高级系统中，车轮力是用轮毂加速度计进行测量。在没 有方向盘角度传感器的车辆中，横向加速度计用于测量离心力，其他加速度计进行转动测量。车身加速度计的测量范围通常是1g到3g，轮毂传感器的测量范围可 以达到 12g。这些传感器是带集成插头或引线的分立传感器。

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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文|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

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