淺析汽車(chē)速度傳感器工作原理及應用案例

前言

汽車(chē)的啟動(dòng)、加速、、減速、停止運行等速度的控制是汽車(chē)控制系統里面一種永恒不變的話(huà)題，它不僅僅是一個(gè)汽車(chē)選型的參數，還體現一個(gè)汽車(chē)的性能和制造水平，在汽車(chē)電子技術(shù)中的關(guān)鍵部件，同時(shí)也是研究的核心內容之一。

本文主要是簡(jiǎn)單介紹汽車(chē)速度傳感器是什么，并結合它的分類(lèi)來(lái)分析各種汽車(chē)速度傳感器的工作原理，并舉例相應的汽車(chē)速度傳感器應用案例來(lái)深入的學(xué)習和掌握這門(mén)技術(shù)。

汽車(chē)速度傳感器簡(jiǎn)介

我們知道汽車(chē)傳感器的作用就是將一些我們需要檢測的信號轉換成電信號并輸出，讓我們可以通過(guò)反饋回來(lái)的信號來(lái)判定系統現在的狀態(tài)。汽車(chē)速度傳感器就是這樣一種設備，它通過(guò)檢測電控汽車(chē)的車(chē)速并將具體的車(chē)速信號轉換成電信號傳輸給汽車(chē)的核心控制電腦，控制電腦用這個(gè)輸入信號來(lái)進(jìn)行判定運行的狀態(tài)，并發(fā)出指令來(lái)控制發(fā)動(dòng)機怠速，它還可以實(shí)現自動(dòng)變速器的變扭器鎖止，自動(dòng)變速器換檔及發(fā)動(dòng)機冷卻風(fēng)扇的開(kāi)閉和巡航定速等功能。

總的來(lái)說(shuō)，汽車(chē)要安全有效的行駛，出來(lái)需要一些傳動(dòng)機構、發(fā)電機、點(diǎn)火裝置等這些大的機械設備之外，還需要通過(guò)速度檢測來(lái)實(shí)時(shí)的檢測我們的車(chē)速，無(wú)論是汽車(chē)的發(fā)動(dòng)還是加速減速，或者我們需要將汽車(chē)停止運行，它都發(fā)揮著(zhù)重要的作用。它的功能我們具體可以這樣來(lái)理解：

(1)檢測汽車(chē)行駛速度，并把檢測結果輸入給汽車(chē)儀表系統，用于顯示車(chē)速;

(2)將檢測結的車(chē)速信號輸入到需要車(chē)速信號的汽車(chē)控制系統的ECU;

(3)用于自動(dòng)變速器系統、巡航定速系統;

各種汽車(chē)速度傳感器的工作原理及應用

(1)磁電式車(chē)速傳感器--模擬交流信號發(fā)生器，產(chǎn)生交變電流信號，通常由帶兩個(gè)接線(xiàn)柱的磁芯及線(xiàn)圈組成。磁組輪上的逐個(gè)齒輪將產(chǎn)生一一對應的系列脈沖，其形狀是一樣的。輸出信號的振幅與磁組輪的轉速成正比(車(chē)速)，信號的頻率大小表現于磁組輪的轉速大小。發(fā)動(dòng)機控制電腦或點(diǎn)火模塊正是靠這個(gè)同步脈沖信號來(lái)確定觸發(fā)電火時(shí)間或燃油噴射時(shí)刻的。

(2)霍爾式車(chē)速傳感器--它們主要應用在曲軸轉角和凸輪軸位置上，用于開(kāi)關(guān)點(diǎn)火和燃油噴射電路觸發(fā)，它還應用在其它需要控制轉動(dòng)部件的位置和速度控制電腦電路中。由一個(gè)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(gè)軟磁鐵葉片轉子穿過(guò)磁鐵和磁極間的氣隙，在葉片轉子上的窗口允許磁場(chǎng)不受影響的穿過(guò)并到達霍爾效應傳感器，而沒(méi)有窗口的部分則中斷磁場(chǎng)。

(3)光電式車(chē)速傳感器--由帶孔的轉盤(pán)兩個(gè)光導體纖維，一個(gè)發(fā)光二極管，一個(gè)作為光傳感器的光電三極管組成。 一個(gè)以光電三極管為基礎的放大器為發(fā)動(dòng)機控制電腦或點(diǎn)火模塊提供足夠功率的信號，光電三極管和放大器產(chǎn)生數字輸出信號(開(kāi)關(guān)脈沖)。發(fā)光二極管透過(guò)轉盤(pán)上的孔照到光電二極管上實(shí)現光的傳遞與接收。

(4)發(fā)動(dòng)機轉速傳感器---檢測發(fā)動(dòng)機的轉速，通常利用曲軸位置傳感器來(lái)檢測發(fā)動(dòng)機的轉速并輸出來(lái)實(shí)現的。用于燃油噴射量、點(diǎn)火提前角、動(dòng)力傳動(dòng)控制等;

(5)車(chē)速傳感器---通常是直接或者間接檢測汽車(chē)輪胎的轉速來(lái)來(lái)獲得的，主要是體現在我們可以在汽車(chē)行駛的時(shí)候可以知道自己的形式的車(chē)速。

(6)車(chē)輪轉速傳感器—檢測車(chē)輪轉速并將檢測結果輸出ECU，主要是的作用是在汽車(chē)制動(dòng)的控制和驅動(dòng)控制這兩方面;

(7)減速傳感器---其主要的是要檢測汽車(chē)在減速的時(shí)候的減速速度，也是將這個(gè)信號回傳到ECU，汽車(chē)制動(dòng)的控制和驅動(dòng)控制這兩方面。

加速度傳感器在汽車(chē)ECS中的應用

它是在單一芯片上集成兩個(gè)相互獨立、測量方向相互垂直的敏感元的測量模塊，是由多晶硅微加工表面工藝制成的電容式加速度傳感器;由硅片表面的彈性結構支撐起的質(zhì)量塊下面貼附電容的一個(gè)極板，電容的另一極扳固定。當加速度引起質(zhì)量塊的相對位置變化時(shí)，電容值也發(fā)生變化;兩個(gè)敏感元的信號處理電路將各自的電容變化轉換成幅值與加速度成正比的方波信號，經(jīng)工作周期調制(DCM)后，就能將模擬信號轉換為數字信號，通過(guò)引腳XOUTYOUT進(jìn)行輸出。另外，ADXL202還可以通過(guò)XFILT、YFILT引腳輸出模擬信號。

汽車(chē)懸掛系統應該能夠在高速轉向時(shí)、在凹凸不平的路面上行駛時(shí)以及突然加速和剎車(chē)時(shí)讓車(chē)輛仍具有較好的駕駛性能。許多系統采用的是總體式閉環(huán)控制。安裝在汽車(chē)拐角處的垂直加速度計測量車(chē)身的加速度，來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)調節震動(dòng)吸收器，以達到安全平穩駕車(chē)。在高級系統中，車(chē)輪力是用輪轂加速度計進(jìn)行測量。在沒(méi)有方向盤(pán)角度傳感器的車(chē)輛中，橫向加速度計用于測量離心力，其他加速度計進(jìn)行轉動(dòng)測量。車(chē)身加速度計的測量范圍通常是1g到3g，輪轂傳感器的測量范圍可以達到12g。這些傳感器是帶集成插頭或引線(xiàn)的分立傳感器。

總結

最近幾年，汽車(chē)速度傳感器得到了更好的發(fā)展，由于它對汽車(chē)的安全運行起著(zhù)很重要的作用，因此它必須具備靈敏度高、溫度穩定性好、材料成本低等優(yōu)點(diǎn)，這樣我們的汽車(chē)在使用它的時(shí)候才會(huì )更加安心放心。因此設計一個(gè)好的汽車(chē)速度傳感器是非常具有意義的。

汽車(chē)速度傳感器是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)很重要的應用，可以讓我們的汽車(chē)的啟動(dòng)、加速、減速和制動(dòng)更加的安全、可控，并且可以直觀(guān)的顯示出來(lái)，讓在運行過(guò)程中有一個(gè)很直觀(guān)的認識到行駛的車(chē)速。