一 引言

　　輪速傳感器，也稱為車(chē)速傳感器（VSS），是用于測(cè)量車(chē)輪轉(zhuǎn)向的傳感器。常用的輪速傳感器有：磁電輪速傳感器和霍爾效應(yīng)輪速傳感器。

　　對(duì)于現(xiàn)代車(chē)輛，輪速信息至關(guān)重要。車(chē)輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)（VDC）、汽車(chē)電子穩(wěn)定程序（ESP）、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)等都需要輪速信息。所以輪速傳感器是現(xiàn)代汽車(chē)中最重要的傳感器之一。

　　二、輪速傳感器如何工作？

　　輪速傳感器的作用是將輪速信號(hào)傳輸?shù)紸BS電子控制單元。MK20-I.ABS系統(tǒng)有四個(gè)輪速傳感器，前輪的齒圈（43齒）安裝在傳動(dòng)軸上，速度傳感器安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上，如下圖所示。后輪的齒圈（43齒）安裝在后輪轂上，速度傳感器安裝在固定支架上。

　　圖1.前輪速度傳感器（G45 / G47）安裝位置

　　1-齒圈 2-前輪速度傳感器

　　圖2.后輪速度傳感器安裝位置（G44 / G46）

　　1-齒圈 2-后輪速度傳感器

　　傳感器由電磁感應(yīng)傳感器頭和磁齒圈組成。傳感器頭由永磁芯和感應(yīng)線圈組成，齒圈由鐵磁材料制成。

　　當(dāng)齒圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒尖和齒隙交替面對(duì)磁芯。當(dāng)齒圈轉(zhuǎn)向齒尖并面向傳感器頭磁芯時(shí)，傳感器頭芯與齒圈之間的間隙最小。磁芯產(chǎn)生的磁力線很容易穿過(guò)齒圈，感應(yīng)線圈周?chē)拇艌?chǎng)很強(qiáng)，如下圖所示;而當(dāng)齒圈旋轉(zhuǎn)到齒隙和傳感器鐵芯時(shí)，傳感器頭芯和齒圈之間的間隙最大，永磁芯產(chǎn)生的磁力線不容易穿過(guò)齒圈，感應(yīng)線圈周?chē)拇艌?chǎng)較弱，如圖（b）所示。

　　此時(shí)，磁通量迅速交替變化，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交流電壓，交流電壓的頻率將與輪速成正比地變化。電子控制單元可以處理由轉(zhuǎn)速傳感器輸入的電壓脈沖頻率，以確定車(chē)輪的轉(zhuǎn)速、汽車(chē)的參考速度等。

　　圖3.輪速傳感器工作原理

　　（a） 當(dāng)齒圈齒尖與傳感器芯相對(duì)時(shí)

　?。╞） 當(dāng)齒圈齒隙與傳感器鐵芯相對(duì)時(shí)

　　1-齒圈 2芯端齒 3-感應(yīng)線圈端子 4-感應(yīng)線圈 5芯套筒 6-磁力線 7-磁場(chǎng) 8芯 9齒頂

　　三、輪速傳感器的類(lèi)型

　　一般來(lái)說(shuō)，所有速度傳感器都可以用作輪速傳感器，但考慮到車(chē)輪的工作環(huán)境和空間大小等實(shí)際因素，常用的輪速傳感器主要有：磁電輪速傳感器、霍爾式輪速傳感器。

　　3.1 輪速傳感器的分類(lèi)

　?。?）根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生原理，可分為磁電和霍爾兩種。同一品牌的不同型號(hào)使用的輪速傳感器可能不同。在上海通用別克系列中，使用磁電輪速傳感器的車(chē)型是富豪、凱克利、君越和榮宇。車(chē)型包括Boulevard，New

Regal和New LaCrosse。

　?。?）按結(jié)構(gòu)劃分，有分體式和集成式。分體式意味著傳感器和與之匹配的信號(hào)齒圈或磁性編碼環(huán)未集成在一個(gè)組件中，例如Sail，Excelle（前輪），New

Regal等。集成是指?jìng)鞲衅骱团c之配合的信號(hào)齒圈或磁性編碼環(huán)集成在一個(gè)組件中，通常與軸承作為組件，例如Regal，LaCrosse和Excelle（后輪）等。輪轂軸承總成。

　　3.2 磁電 W鞋跟 S 尿 S恩索爾

　?。?）結(jié)構(gòu)

　　磁電速度傳感器是汽車(chē)中最常用的傳感器類(lèi)型之一。磁電輪速傳感器一般由磁感應(yīng)傳感器頭和齒圈組成。傳感器頭由永磁體、極軸、感應(yīng)線圈等組成。齒圈是運(yùn)動(dòng)部件，一般安裝在輪轂或車(chē)軸上，隨車(chē)輪旋轉(zhuǎn)。輪速傳感器頭是固定部件，傳感器頭的磁極與齒圈的端面之間有一定的間隙。

　　圖5.磁電

　　極軸根據(jù)形狀的不同分為鑿子式、柱式和菱形三種。不同形狀的傳感器頭相對(duì)于齒圈的安裝方法也不同。菱形極軸速度傳感器頭一般徑向垂直于齒圈安裝;鑿形極軸速度傳感器頭切向安裝在齒圈上;圓柱形極軸速度傳感器頭垂直于齒圈安裝。安裝應(yīng)牢固。為了避免水和灰塵對(duì)傳感器的影響，傳感器在安裝前必須填充潤(rùn)滑脂。

　　（2）原理

　　磁電輪速傳感器由永磁芯和線圈組成。磁力線從磁芯的一極出現(xiàn)，穿過(guò)齒圈和空氣，然后返回磁芯的另一極。

　　由于傳感器的線圈纏繞在磁芯上，這些磁力線也會(huì)穿過(guò)線圈。當(dāng)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，與車(chē)輪同步的齒圈（轉(zhuǎn)子）旋轉(zhuǎn)，齒圈上的齒和間隙依次迅速通過(guò)傳感器的磁場(chǎng)。結(jié)果是磁路的磁阻發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈中的感應(yīng)電位。變化，產(chǎn)生一定幅度和頻率的潛在脈沖。脈沖的頻率，即每秒產(chǎn)生的脈沖數(shù)，反映了車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的速度，

　　圖6.磁電速度傳感器信號(hào)處理電路

　?。?）優(yōu)缺點(diǎn)

　　具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、不怕泥等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車(chē)的ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。

　　但磁電輪速傳感器也有一些缺點(diǎn)：

　?。?）頻率響應(yīng)不高。當(dāng)車(chē)速過(guò)高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上，容易產(chǎn)生誤信號(hào);

　?。?）抗電磁干擾能力差，特別是輸出信號(hào)幅值小時(shí)。

　　3.3 霍爾效應(yīng) W鞋跟 S 尿 S恩索爾

　　（1）結(jié)構(gòu)

　　霍爾效應(yīng)輪速傳感器由傳感頭和齒圈組成。傳感器頭由永磁體、霍爾元件和電子電路組成。

　　圖7.霍爾效應(yīng)傳感器

　　（2）原理

　　霍爾效應(yīng)輪速傳感器利用霍爾效應(yīng)原理，即半導(dǎo)體晶圓的兩端通過(guò)控制電流，在晶片的垂直方向施加磁場(chǎng)強(qiáng)度B磁場(chǎng)，晶片的另外兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)尺寸和控制電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘積與電位成正比。這就是大廳的潛力。

　　圖8.霍爾效應(yīng)輪速傳感器

　　當(dāng)霍爾元件用作汽車(chē)的輪速傳感器時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B用作輸入信號(hào)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨輪速變化，產(chǎn)生霍爾電位脈沖。在霍爾IC中對(duì)功率放大器進(jìn)行放大、整形和放大后，脈沖序列輸出到外部，其占空比隨轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度而變化。齒盤(pán)的旋轉(zhuǎn)交替改變磁阻，引起磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，可以測(cè)量傳感器輸出的霍爾電位脈沖。

　　（3） 特點(diǎn)

　?。?）輸出信號(hào)電壓的幅值不受轉(zhuǎn)速影響;

　?。?）高頻響應(yīng);

　?。?）抗電磁干擾能力強(qiáng)。

　?。?）與磁電輪速傳感器相比，霍爾效應(yīng)輪速傳感器具有測(cè)量范圍廣、精度高、車(chē)輛正反同步檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

　　四、輪速傳感器的位置

　　輪速傳感器通常位于前輪制動(dòng)盤(pán)上，安裝在每個(gè)車(chē)輪的輪轂上，但有些汽車(chē)不同。一些后輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛在主減速器或變速箱中只有一個(gè)電磁感應(yīng)速度傳感器。傳感器安裝在主減速器殼體或變速器殼體上，齒圈安裝在主減速器輸入軸或變速器輸出軸上。它向控制制動(dòng)力的ABS系統(tǒng)提供信號(hào)。

　　輪速傳感器有什么作用？

　?。?）輪速傳感器主要用于檢測(cè)每次車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的頻率信號(hào)（其實(shí)也可以說(shuō)是速度信號(hào)），然后將該信號(hào)傳輸?shù)紸BS計(jì)算機(jī)。

　　例如，當(dāng)車(chē)速達(dá)到40KM/h時(shí)（實(shí)際上輪速傳感器檢測(cè)到輪速頻率也是40KM/h），您制動(dòng)緊急制動(dòng)，ABS系統(tǒng)開(kāi)始工作。當(dāng)ABS計(jì)算機(jī)控制車(chē)輪松動(dòng)片刻時(shí)，車(chē)輪速度傳感器將檢測(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)的距離信號(hào)從制動(dòng)器發(fā)送到旋轉(zhuǎn)到ABS計(jì)算機(jī)，以便ABS控制制動(dòng)器以達(dá)到最佳制動(dòng)距離。

　?。?）監(jiān)控各車(chē)輪轉(zhuǎn)速，自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)泵壓力，避免個(gè)別車(chē)輪抱死，提高汽車(chē)安全性。