1、防抱死系統(tǒng)ABS結(jié)構(gòu)之 車輪速度傳感器,防抱死系統(tǒng)簡(jiǎn)介,1、什么是制動(dòng)防抱死系統(tǒng) ABS( Antilock Braking System )：汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)。 2、ABS的發(fā)展和現(xiàn)狀 (1)ABS最早在飛機(jī)和火車上使用。 (2) 上個(gè)世紀(jì)五十年代，福特公司將飛機(jī)的ABS移 置在林肯 (Lincoln)轎車上 。 (3)上個(gè)世紀(jì)八十年，ABS開始在歐美普及。 (4)現(xiàn)在ABS是車輛的標(biāo)配，技術(shù)更成熟。,防抱死系統(tǒng)的功用,當(dāng)汽車制動(dòng)前輪抱死時(shí)，汽車會(huì)失去轉(zhuǎn)向能力，后輪抱死時(shí)會(huì)造成汽車急轉(zhuǎn)甩尾。 制動(dòng)防抱死系統(tǒng)就是在制動(dòng)過程中防止車輪被制動(dòng)抱死，提高制動(dòng)減速度、縮短制動(dòng)距離，能有效地提高汽車的

2、方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，保證汽車的行駛安全。 制動(dòng)防抱死系統(tǒng)對(duì)汽車性能的影響主要表現(xiàn)在減少制動(dòng)距離、保持轉(zhuǎn)向操縱能力、提高行駛方向穩(wěn)定性以及減少輪胎的磨損方面。,ABS的結(jié)構(gòu),ABS系統(tǒng)通常由車輪速度傳感器、液壓控制單元（液壓調(diào)節(jié)器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器）和電控單元ECU等組成。,車輪轉(zhuǎn)速傳感器,液壓控制器,電控單元ECU,制動(dòng)踏板,指示燈,制動(dòng)器,雙腔制動(dòng)主缸,后橋,由于是介紹傳感器的課程作業(yè)，這里著重介紹車輪速度傳感器。,車輪轉(zhuǎn)速傳感器,【別名】輪速傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器 【作用】檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，送給ECU決定是否開始進(jìn)行防抱死制動(dòng)。 【安裝位置】車輪上。 【結(jié)構(gòu)】由傳感器頭和齒圈組成。按傳感器頭

3、的外形分鑿式極軸車速傳感器頭、柱式極軸車速傳感器頭和菱形極軸車速傳感器頭。,前輪安裝位置,后輪安裝位置,各類車輪速度傳感器,電磁式,霍爾式,齒圈,結(jié)構(gòu)組成,傳感頭,+,齒圈,傳感頭,+,永磁體,極軸,感應(yīng)線圈,永磁體,霍爾元件,電子電路,柱式,鑿式,到底哪個(gè)比較好呢？,ABS系統(tǒng)使用的轉(zhuǎn)速傳感器的分類,電磁式,齒圈6旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒頂和齒隙交替對(duì)向極軸。在齒圈旋轉(zhuǎn)過程中，感應(yīng)線圈內(nèi)部的磁通量交替變化從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此信號(hào)通過感應(yīng)線圈末端的電纜1輸入ABS的電控單元。,當(dāng)齒圈的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率也變化。,ABS電控單元通過檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率來檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速。,假設(shè)： 1. 測(cè)出交變電

4、壓的周期 T 齒圈齒數(shù)為 z 車輪滾動(dòng)半徑為 r 齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為 又因?yàn)?則車速為,霍爾式,永磁體的磁力線穿過霍爾元件通向齒輪。,當(dāng)齒輪位于圖中(a)所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場(chǎng)相對(duì)較弱；而當(dāng)齒輪位于圖中(b)所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場(chǎng)相對(duì)較強(qiáng)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個(gè)毫伏(mV)級(jí)的準(zhǔn)正弦波電壓。,此信號(hào)還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓。,霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理制成的。 霍爾效應(yīng)是指在一個(gè)矩形半導(dǎo)體薄片上有一電流通過，此時(shí)如有一磁場(chǎng)也作用于該半導(dǎo)體材料上，則在垂直于電流方向的半

5、導(dǎo)體兩端，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很小的電壓，該電壓就稱為霍爾電壓。當(dāng)磁性材料制成的傳感器轉(zhuǎn)子上的凸齒交替經(jīng)過永久磁鐵的空隙時(shí)，就會(huì)有一個(gè)變化的磁場(chǎng)作用于霍爾元件（半導(dǎo)體材料）上，使霍爾電壓產(chǎn)生脈沖信號(hào)。根據(jù)所產(chǎn)生的脈沖數(shù)目即可檢測(cè)轉(zhuǎn)速。,目前，國(guó)內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15160km/h，今后要求控制速度范圍擴(kuò)大到8260km/h以至更大，顯然電磁感應(yīng)式輪速傳感器很難適應(yīng)。,霍爾傳感器不僅廣泛應(yīng)用于ABS輪速檢測(cè)，也廣泛應(yīng)用于其控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。,電磁式輪速傳感器,轉(zhuǎn)速傳感器的優(yōu)、缺點(diǎn)比較,霍爾輪速傳感器,優(yōu)點(diǎn)：,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,缺點(diǎn)：,1.其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。 若車速過慢，

6、其輸出信號(hào)低于1V，電控單元就無法檢測(cè)。,2.響應(yīng)頻率不高。當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上。,3.抗電磁波干擾能力差。,優(yōu)點(diǎn)：,1.輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響。,2.頻率響應(yīng)高。其響應(yīng)頻率高達(dá)20kHz，相當(dāng)于車速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率。,3.抗電磁波干擾能力強(qiáng)。,車輪轉(zhuǎn)速傳感器需要的特點(diǎn),1精度要求高。它的精度要求位于家電和計(jì)測(cè)之間，要求1或1以下的 精度。汽車要求傳感器在40。C+120的范圍內(nèi)長(zhǎng)期工作，抗振為159 (1502000Hz)，沖擊：從1米高處落在混凝土上而不引起精度的下降，抗電 磁干擾、耐腐蝕。 2使用環(huán)境惡劣。有來自發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱、振動(dòng)、汽油和油的

7、蒸汽，以及 輪胎的污泥、飛濺的水花，可概括為溫度、濕度等氣候條件，振動(dòng)沖擊等機(jī) 械條件；電源、電磁干擾等電氣條件，或簡(jiǎn)單地歸納為溫度、濕度、振動(dòng)等物理環(huán)境、過電壓電磁波等電氣環(huán)境。 3要求可靠性好。汽車的交通事故和人的生命息息相關(guān)。因此，汽車用傳感器同飛機(jī)用傳感器一樣，要求有高可靠性，要絕對(duì)可靠地動(dòng)作，甚至它比飛機(jī)用傳感器要求更高。因?yàn)槠囉滞矣秒娖饕粯樱旧韮r(jià)格便宜，使用者是一般大眾，因此，要求汽車傳感器價(jià)格低，性能價(jià)格比高。汽車傳感器用于電子控制時(shí)主要是彌補(bǔ)原來機(jī)械控制精度的不夠，所以，汽車傳感器的可靠性指標(biāo)壽命是10年，汽車行駛10萬公里無故障。,車輪轉(zhuǎn)速傳感器的產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè),德國(guó)博世

8、公司（BOSCH），歐、美、日、韓國(guó)車采用最多；美國(guó)德科公司（DELCO），美國(guó)通用及韓國(guó)大宇汽車采用；美國(guó)本迪克斯公司（BENDIX），美國(guó)克萊斯勒汽車采用；還有德國(guó)戴維斯公司（TEVES）、德國(guó)瓦布科（WABCO）、美國(guó)凱爾西海斯公（KELSEYHAYES）等。,2006年全球主要ABS生產(chǎn)廠家市場(chǎng)份額,轉(zhuǎn)速傳感器故障的一般檢查方法,車輪轉(zhuǎn)速傳感器 可能故障： 感應(yīng)線圈短路、斷路或接觸不良； 齒圈上有缺損或臟污； 傳感器頭安裝松動(dòng)或磁極與齒圈之間有臟物。 檢查： 檢查有無松動(dòng)，導(dǎo)線或插接器有無松脫； 檢查感應(yīng)線圈電阻，應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)； 檢查輸出電壓。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)有電壓，且轉(zhuǎn)速升高，電壓也升高；

9、 示波器檢查信號(hào)電壓波形。應(yīng)為正弦電壓波形。,車輪轉(zhuǎn)速傳感器的拆卸安裝,ABS：制動(dòng)防抱死系統(tǒng),EBD：電子制動(dòng)力分配,ABS工作流程,可見，轉(zhuǎn)速傳感器是系統(tǒng)執(zhí)行的信息輸入端，起著重要的作用。,國(guó)內(nèi)車輪轉(zhuǎn)速傳感器的現(xiàn)狀,目前國(guó)產(chǎn)汽車的輪速傳感器主要依賴進(jìn)口，從而加大了汽車的生產(chǎn)成本。 我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展迅速，2005年產(chǎn)銷量已經(jīng)突破550萬輛，如果按照23的 汽車裝各ABS系統(tǒng)計(jì)算(每輛車4只輪速傳感器)，國(guó)產(chǎn)汽車ABS輪速傳感器 的需求量將達(dá)到1300萬只以上，然而國(guó)內(nèi)目前ABS輪速傳感器的生產(chǎn)能力不 足300萬只。因此，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)具有高精度、高分辨率和高可靠性的ABS輪速 傳感器，必將對(duì)我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用，對(duì)我國(guó)汽車整車產(chǎn) 品在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上保持價(jià)格優(yōu)勢(shì)做出重要貢獻(xiàn)。,2004-2006年中國(guó)汽車ABS進(jìn)出口金額情況,2004-2006年中國(guó)汽車ABS進(jìn)出口金額情況,車輪轉(zhuǎn)速傳感器前景,ABS系統(tǒng)已受到全世界車主的認(rèn)同，但是發(fā)達(dá)國(guó)家仍然進(jìn)行著下一個(gè)更具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)：ESP（Electronic St