ABS传感器-车轮速度传感器解析.ppt

1、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( Antilock Braking System )：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

2、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

3、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

4、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

5、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15160km/h，今后要求控制速度范围扩大到8260km/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，

6、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 (1502000Hz)，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

7、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

8、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；

9、 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23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 St