ABS传感器 车轮速度传感器解析ppt课件

防抱死系统ABS结构之车轮速度传感器 防抱死系统简介 1 什么是制动防抱死系统ABS AntilockBrakingSystem 汽车制动防抱死系统 2 ABS的发展和现状 1 ABS最早在飞机和火车上使用 2 上个世纪五十年代 福特公司将飞机的ABS移置在林肯 Lincoln 轿车上 3 上个世纪八十年 ABS开始在欧美普及 4 现在ABS是车辆的标配 技术更成熟 防抱死系统的功用 当汽车制动前轮抱死时 汽车会失去转向能力 后轮抱死时会造成汽车急转甩尾 制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死 提高制动减速度 缩短制动距离 能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力 保证汽车的行驶安全 制动防抱死系统对汽车性能的影响主要表现在减少制动距离 保持转向操纵能力 提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面 ABS的结构 ABS系统通常由车轮速度传感器 液压控制单元 液压调节器 制动压力调节器 和电控单元ECU等组成 车轮转速传感器 液压控制器 电控单元ECU 制动踏板 指示灯 制动器 双腔制动主缸 后桥 由于是介绍传感器的课程作业 这里着重介绍车轮速度传感器 车轮转速传感器 别名 轮速传感器 转速传感器 作用 检测车轮的转速 送给ECU决定是否开始进行防抱死制动 安装位置 车轮上 结构 由传感器头和齿圈组成 按传感器头的外形分凿式极轴车速传感器头 柱式极轴车速传感器头和菱形极轴车速传感器头 前轮安装位置 后轮安装位置 各类车轮速度传感器 电磁式 霍尔式 齿圈 结构组成 传感头 齿圈 传感头 永磁体 极轴 感应线圈 永磁体 霍尔元件 电子电路 柱式 凿式 到底哪个比较好呢 ABS系统使用的转速传感器的分类 电磁式 齿圈6旋转时 齿顶和齿隙交替对向极轴 在齿圈旋转过程中 感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势 此信号通过感应线圈末端的电缆1输入ABS的电控单元 当齿圈的转速发生变化时 感应电动势的频率也变化 ABS电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速 假设 1 测出交变电压的周期T齿圈齿数为z车轮滚动半径为r齿圈转动角速度为又因为则车速为 霍尔式 永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮 当齿轮位于图中 a 所示位置时 穿过霍尔元件的磁力线分散 磁场相对较弱 而当齿轮位于图中 b 所示位置时 穿过霍尔元件的磁力线集中 磁场相对较强 齿轮转动时 使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化 因而引起霍尔电压的变化 霍尔元件将输出一个毫伏 mV 级的准正弦波电压 此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压 霍尔式转速传感器是利用霍尔效应的原理制成的 霍尔效应是指在一个矩形半导体薄片上有一电流通过 此时如有一磁场也作用于该半导体材料上 则在垂直于电流方向的半导体两端 会产生一个很小的电压 该电压就称为霍尔电压 当磁性材料制成的传感器转子上的凸齿交替经过永久磁铁的空隙时 就会有一个变化的磁场作用于霍尔元件 半导体材料 上 使霍尔电压产生脉冲信号 根据所产生的脉冲数目即可检测转速 目前 国内外ABS系统的控制速度范围一般为15 160km h 今后要求控制速度范围扩大到8 260km h以至更大 显然电磁感应式轮速传感器很难适应 霍尔传感器不仅广泛应用于ABS轮速检测 也广泛应用于其控制系统的转速检测 电磁式轮速传感器 转速传感器的优 缺点比较 霍尔轮速传感器 优点 结构简单 成本低 缺点 1 其输出信号的幅值随转速的变化而变化 若车速过慢 其输出信号低于1V 电控单元就无法检测 2 响应频率不高 当转速过高时 传感器的频率响应跟不上 3 抗电磁波干扰能力差 优点 1 输出信号电压幅值不受转速的影响 2 频率响应高 其响应频率高达20kHz 相当于车速为1000km h时所检测的信号频率 3 抗电磁波干扰能力强 车轮转速传感器需要的特点 1 精度要求高 它的精度要求位于家电和计测之间 要求1 或1 以下的精度 汽车要求传感器在 40 C 120 的范围内长期工作 抗振为159 150 2000Hz 冲击 从1米高处落在混凝土上而不引起精度的下降 抗电磁干扰 耐腐蚀 2 使用环境恶劣 有来自发动机产生的热 振动 汽油和油的蒸汽 以及轮胎的污泥 飞溅的水花 可概括为温度 湿度等气候条件 振动冲击等机械条件 电源 电磁干扰等电气条件 或简单地归纳为温度 湿度 振动等物理环境 过电压电磁波等电气环境 3 要求可靠性好 汽车的交通事故和人的生命息息相关 因此 汽车用传感器同飞机用传感器一样 要求有高可靠性 要绝对可靠地动作 甚至它比飞机用传感器要求更高 因为汽车又同家用电器一样 本身价格便宜 使用者是一般大众 因此 要求汽车传感器价格低 性能 价格比高 汽车传感器用于电子控制时主要是弥补原来机械控制精度的不够 所以 汽车传感器的可靠性指标寿命是10年 汽车行驶10万公里无故障 车轮转速传感器的产品生产企业 德国博世公司 BOSCH 欧 美 日 韩国车采用最多 美国德科公司 DELCO 美国通用及韩国大宇汽车采用 美国本迪克斯公司 BENDIX 美国克莱斯勒汽车采用 还有德国戴维斯公司 TEVES 德国瓦布科 WABCO 美国凯尔西海斯公 KELSEYHAYES 等 2006年全球主要ABS生产厂家市场份额 转速传感器故障的一般检查方法 车轮转速传感器可能故障 感应线圈短路 断路或接触不良 齿圈上有缺损或脏污 传感器头安装松动或磁极与齿圈之间有脏物 检查 检查有无松动 导线或插接器有无松脱 检查感应线圈电阻 应在规定范围内 检查输出电压 转动时应有电压 且转速升高 电压也升高 示波器检查信号电压波形 应为正弦电压波形 车轮转速传感器的拆卸安装 ABS 制动防抱死系统 EBD 电子制动力分配 ABS工作流程 可见 转速传感器是系统执行的信息输入端 起着重要的作用 国内车轮转速传感器的现状 目前国产汽车的轮速传感器主要依赖进口 从而加大了汽车的生产成本 我国汽车工业的发展迅速 2005年产销量已经突破550万辆 如果按照2 3的汽车装各ABS系统计算 每辆车4只轮速传感器 国产汽车ABS轮速传感器的需求量将达到1300万只以上 然而国内目前ABS轮速传感器的生产能力不足300万只 因此 设计 生产具有高精度 高分辨率和高可靠性的ABS轮速传感器 必将对我国汽车电子产业的发展产生积极的作用 对我国汽车整车产品在竞争激烈的市场上保持价格优势做出重要贡献 2004 2006年中国汽车ABS进出口金额情况 2004 2006年中国汽车ABS进出口金额情况 车轮转速传感器前景 ABS系统已受到全世界车主的认同 但是发达国家仍然进行着下一个更具挑战性的目标 ESP Electronic