汽车传感器与检测技术电子教案：轮速传感器.docx

《汽车传感器与检测技术》教案

知识点

轮速传感器

学时

教学内容

汽车轮速传感器概述、功用、原理、故障、检测

教学重点

结构、原理

教学难点

检测

参考资料

一、概述

1、功用

轮速传感器又称为车轮转速传感器，用以将车轮转速信号转换为电信号输入ABS防抱死控制、防滑控制等需要轮速信号的控制系统的ECU，用以提供车轮转速信号，以便实现防抱死和防滑等控制。

2、种类

汽车常用轮速传感器主要有磁感应式、磁阻式和霍尔（效应）式几种。普遍采用磁感应式。

图1轮速传感器的安装位置

二、结构原理

1、磁感应式轮速传感器

（1）传感器结构

由传感元件和信号转子组成，如图2所示。传感元件为静止部件，由永久磁铁、感应线圈和线束插头组成，安装在车轮附近的静止部件（如万向节、悬架构件或制动底板）上。信号转子由铁磁材料制成带齿的圆环，又称为齿圈，安装在随车轮一起转动的部件（如轮毂、半轴等）上。传感元件的磁极与转子齿圈的顶端之间一般有大约1mm的空隙。

图2磁感应式轮速传感器结构

（2）工作原理

磁感应式轮速传感器其原理与普通的交流发电机相同。齿圈随车轮在永久磁铁产生的磁场中转动时，凸齿和齿隙不断交替在极轴下掠过，使铁心磁通发生变化在感应线圈中产生交变信号电压，其频率和幅值都与车速成正比，频率f=一般为30～6000Hz，电压幅值为U=1～15V。ABS或防滑控制系统的ECU通过识别传感器发来的交流电的频率来确定车轮转速。

图3磁感应式轮速传感器原理

（3）缺点

1）信号强弱随转速变化而变化，车速很低时，传感器输出电压信号低于1V，电脑无法正常检测到。

2）频率响应较低，尤其当车速过高时，传感器的高频率响应差，容易产生错误信号。

3）抗电磁干扰能力较差。

2、磁阻式轮速传感器

（1）结构

由磁性转子和MRE传感器组成。磁性转子上有沿圆周方向均匀分布的多个磁极，如皇冠汽车的轮速传感器有48磁极。MRE传感器为静止部件，与磁性转子间有0.5~0.8mm间隙。

图4磁阻式轮速传感器结构

（2）工作原理

图5磁阻式轮速传感器原理

如图5所示，当多磁极转子随车轮旋转时，产生磁场变化，传感器内的磁阻值发生变化，经电路处理后以脉冲信号输出给ECU。

磁阻式轮速传感器优点在于能检测到从0km/h开始的车速，同时还能检测轮子的旋转方向，可以区分车辆向前还是向后的运动方向。如图6所示。

图6磁阻式轮速传感器可检测轮子旋转方向

三、轮速传感器的检测

1、磁感应式

磁感应式轮速传感器的常见故障有感应线圈短路、断路或接触不良；齿圈有缺损或赃污；探头部分安装不牢或磁极与齿圈之间有脏物。

其检测步骤如下：

（1）用间隙规检测齿圈与传感器之间的间隙。

（2）直观检查传感器、导线及插接件有无松动。

（3）用电阻表检测传感器感应线圈电阻，电阻应在1~1.3KΩ。

（4）用交流电压表测量传感器的输出信号电压，车轮转动时，应为2V以上，随转速的增高而升高。

（5）用示波器检测传感器的输出信号电压波形，正常的波形应是均匀稳定的正玄电压波形。

2、磁阻式

如图5所示，磁阻式传感器的检测如下：

（1）线路导通性检测

断开传感器插接器，检测传感器与ECU之间的连接线电阻，以判断其导通性。

（2）检测绝缘性

断开传感器与ECU的插接器，检测线路的绝缘性。

（3）检测传感器电源的电压值

（4）用示波器检测传感器的输出信号波形，正常波形应如下图所示。

图7磁阻式轮速传感器正常输出波形