发布于 06-24 21:27:50
汽车上除发动机转速传感器外，还有其他的转速传感器，例如：车轮转速传感器、变速器输入轴转速传感器、变速器输出轴转速传感器（车速传感器）等。车速传感器在汽车电子控制系统中应用很广，例如：自动变速器控制、汽车巡航控制、悬架电子控制、动力转向控制等电子控制系统中，车速传感器所提供的是重要信号；发动机集中电子控制系统中，也将车速传感器的输出作为参考信号，以完善相应的控制功能。
一、磁感应式车速传感器
1.磁感应式车速传感器的组成和工作原理
磁感应式车速传感器的结构形式和测量原理与磁感应式发动机转速传感器相似，主要区别在于磁感应式车速传感器的信号触发齿轮是由变速器输出轴驱动，因此，车速传感器一般是安装在变速器输出轴处，如图5-31所示。
磁感应式车速传感器的工作原理如图5-32所示，固定在变速器壳体上的传感器由永久磁铁、感应线圈及铁心组成。汽车行驶时，随变速器输出轴一起转动的驻车锁定齿轮随变速器输出轴一起转动，使传感器铁心处的间隙周期性地改变，通过感应线圈的磁通量随之改变，感应线圈产生交变的感应电压（图5-32b）。此交变的电压频率与变速器输出轴的转速有着对应的关系，ECU根据此信号即可计算出汽车行驶的速度。
图5-31 磁感应式车速传感器的组成
1—变速器输出轴 2—驻车锁定齿轮 3—车速传感器
2.磁感应式车速传感器的检测方法
磁感应式车速传感器的常见故障是感应线圈有短路或断路、传感器铁心处的间隙不当、传感器铁心端部损伤等。这些故障将会使传感器的信号过弱或无信号输出，导致相关的控制系统工作失常或不工作。
图5-32 磁感应式车速传感器的工作原理
a）组成原理 b）感应电压波形
1—驻车锁定齿轮 2—感应线圈 3—车速传感器 4—ECU
（1）检测传感器电阻
断开传感器插接器，用电阻表测量传感器两端子之间的电阻（图5-33），应与规定的值相符。如果电阻过小或无穷大，均需更换传感器。
不同车型上使用的磁感应式车速传感器，其内部感应线圈的电阻值会有所不同，一般为数百欧至几千欧。
（2）检测传感器信号电压
将车辆举升，使车辆悬空，在迅速转动驱动轮的同时，用直流电压表测量传感器两端子之间的电压（图5-34），正常情况应有脉冲电压（指针摆动）。如果没有脉冲电压，则需更换传感器。
图5-33 检测磁感应式车速传感器的电阻
（3）传感器拆下后的检测
拆下磁感应式车速传感器后，可用铁棒或磁铁迅速靠近和离开传感器铁心端面，同时用直流电压表测量传感器两端子之间的电压（图5-35），应有脉冲电压。如果没有脉冲电压，说明传感器已损坏，需予以更换。
图5-34 检测磁感应式车速传感器的电压
图5-35 拆下磁感应式车速传感器后检测电压
二、光电式车速传感器
1.光电式车速传感器的组成和电路原理
光电式车速传感器通常也是采用遮光式脉冲传感器，其基本结构形式和测量原理与光电式发动机转速传感器相似。一种通过软轴驱动遮光盘，应用于数字式车速表的光电式车速传感器组成如图5-36所示。
当汽车行驶时，变速器输出轴通过软轴驱动光电式车速传感器内遮光盘转动，触发光电耦合器产生电压脉冲（图5-37）。此脉冲电压的频率与变速器输出轴的转动频率有着对应的关系，ECU根据此信号即可计算出汽车行驶的速度，通过显示器显示相应的车速。
图5-36 光电式车速传感器的组成
1—接车速表软轴 2—遮光盘 3—光电耦合器
图5-37 光电式车速传感器的电路原理
1—光电耦合器 2—发光二极管 3—遮光盘 4—光敏晶体管
2.光电式车速传感器的检测方法
光电式车速传感器的常见故障有：发光元件或光敏元件烧坏、内部电子电路有断路或接触不良等。这些故障会引起传感器信号缺失或无信号输出，导致相关的控制系统工作失常或不工作。
（1）检测传感器脉冲电压
1）断开传感器插接器，首先用直流电压表检查传感器插头的电源端子与搭铁之间的电压，应与规定值（通常为5V）相符。如果电压低或无电压，需检查传感器电源线路。
2）举升车辆，将电源接入传感器，在用手转动驱动轮的同时，用直流电压表测量传感器信号输出端子Si与搭铁之间的电压，应在0～5V之间摆动。如果无电压脉冲，需更换传感器。
（2）检测传感器信号电压
将车辆举升，使车辆悬空，在发动机怠速运转的同时，用直流电压表测量传感器两端子之间的电压，应为1.8～2.5V。如果无电压，则需更换传感器。
图5-38 霍尔效应式车速传感器
a）结构形式 b）工作原理
1—导磁转子 2—带导磁板的永久磁铁 3—霍尔元件及集成电路 4—信号触发开关
三、霍尔效应式车速传感器
1.霍尔效应式车速传感器的组成和工作原理
霍尔效应式车速传感器的结构形式和工作原理如图5-38所示。
导磁转子由变速器输出轴驱动，其导磁叶片周期性地插入信号触发开关，使霍尔元件产生一个脉冲电压。霍尔元件产生的电压很弱，需经电压放大器（图5-39）放大后，输出一个反映变速器输出轴转速的脉冲信号。ECU根据此脉冲信号计算得到汽车的行驶速度参数。
图5-39 霍尔集成块电路框图
2.霍尔效应式车速传感器的检测方法
霍尔效应式车速传感器的常见故障有：内部集成电路烧坏、连接线路断脱或接触不良等。传感器的这些故障会使其信号失常或不产生信号，导致相关的控制系统工作失常或不工作。
霍尔效应式车速传感器的检测方法与霍尔效应式发动机转速与曲轴位置传感器一样，其主要的步骤如下：
（1）检测传感器电源电压
1）查看线束及插接器连接，看线束有无破损、插接器是否松动。
2）断开传感器插接器，并接通点火开关（ON），用直流电压表测量传感器插头（线束侧）的电源端子（1号端子）与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压或低于蓄电池电压的某个电压值（不同的车型，其供电电压也有所不同）。如果电源电压与规定值不符，需检修传感器电源线路。
（2）检测传感器的信号脉冲
检测传感器电源正常的情况下，举升车辆，将电源接入传感器，在用手转动驱动轮的同时，用直流电压表测量传感器信号输出端子（2号端子）与3号端子之间的电压，应该在0V至某个电压值之间摆动。如果无电压脉冲，需更换传感器。
如果有示波器，用示波器检测霍尔效应式车速传感器的信号电压，可更加方便准确地判断传感器是否有故障。霍尔效应式传感器输出的是方波信号。
四、舌簧开关式车速传感器
舌簧开关式车速传感器是利用舌簧开关触点的通断发出车速信号，主要用于车速表的车速测量，在汽车电子控制系统中则很少采用。
1.舌簧开关式车速传感器的测量原理
舌簧开关的两触点臂被转动的磁极磁化而产生开、合动作。当舌簧开关处于N、S极性之间时，开关两触点臂被磁化为异性磁极而闭合（图5-40a）；当舌簧开关面对单个磁极作用时，开关两触点臂被磁化为同性磁极而断开（图5-40b）。磁极随变速器输出轴转动，舌簧开关就会在磁极的磁力作用下开闭，产生与车速相对应的脉冲信号。
图5-40 舌簧开关式车速传感器测量原理
a）开关吸合状态 b）开关断开状态
2.舌簧开关式车速传感器的结构形式与工作原理
舌簧开关式车速传感器一般装在里程表内，由软轴驱动转子上的N、S极相间分布，舌簧开关布置在转子的一边，如图5-41所示。
当相间布置有4个磁极的转子在软轴的驱动下转动时，磁铁对舌簧开关臂的磁化呈周期性变化，使舌簧开关周期性地开闭。转子每转一周，舌簧开关开闭4次，通过测量电路输出4个脉冲信号，再通过车速指示表驱动电路，使指示表指示相应的车速。
3.舌簧开关式车速传感器的检测方法
舌簧开关式车速传感器可能出现的故障是：簧片失效或接触不良、连接线路断脱或接触不良、软轴断脱等。这些故障会使传感器信号失常或不产生脉冲电压，导致车速指示表示值不准或不工作。软轴断脱不是传感器本身的故障，但会使传感器无信号输出，并会导致车速里程表不工作。
舌簧开关式车速传感器的检测方法有测电阻法和测电压法两种。
（1）检测传感器的电阻
断开传感器的插接器，用电阻表测量传感器两端子之间的电阻，在转动驱动轮时，电阻值应在0～∞之间摆动。如果电阻始终为0Ω或无穷大，说明传感器已损坏，需更换传感器。
（2）检测传感器的信号电压
在传感器插接器连接时，用直流电压表测量传感器两端子之间的电压，在转动驱动轮时，电压表指针应该摆动。如果电压表指针不摆动，也说明传感器有故障，需予以更换。
图5-41 舌簧开关式车速传感器主要组成部件
1—磁铁转子 2—接转速表 3—舌簧开关
五、磁阻式车速传感器
磁阻式车速传感器主要应用于车速表的车速测量，在汽车电子控制系统中的应用并不多见。
图5-42 磁阻式车速传感器测量原理
1—多极磁环 2—磁力线 3—磁阻元件 4—接变速器
1.磁阻式车速传感器的测量原理
磁阻元件（MRE）具有这样的特性：当通过元件的磁场强度发生改变时，磁阻元件的电阻会随之改变。将磁阻元件置于随车轮转动的多极磁环附近，如图5-42所示，在转动磁极交变磁场的影响下，磁阻元件的电阻就会呈周期性变化，通过测量电路就可转换为频率与车轮转动的速度有对应关系的脉冲电压。
2.磁阻式车速传感器的结构与电路原理
磁阻式车速传感器如图5-43所示。磁阻元件连接成测量电路中电桥的一个桥臂，当多极磁环随变速器轴转动时，磁阻元件上的磁通量呈周期性变化，引发磁阻元件电阻的变化，由电桥、比较器、放大电路组成的测量电路将这一电阻变化转变为脉冲电压输出。
图5-43 磁阻式车速传感器
a）结构简图 b）电路原理
1—混合集成电路 2—多极磁环 3—传感器轴 4—磁阻元件（MRE） 5—比较器 6—稳压电路 7—接点火开关 8—信号输出
3.磁阻式车速传感器的检测方法
磁阻式车速传感器可能出现的故障主要有：内部电子电路有断路或接触不良、电子元件烧坏、磁阻元件失效等。这些故障会使传感器不产生脉冲信号，或信号断断续续，导致车速表示值不稳定、示值不准或无车速显示等。
磁阻式车速传感器的检测内容主要是电源和信号电压，方法如下：
（1）检测传感器电源电压
1）查看线束及插接器连接，看线束有无破损、插接器是否松动。
2）断开传感器插接器，并接通点火开关（ON），用直流电压表测量传感器插头（线束侧）的电源端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。如果电源电压与规定值不符，需检修传感器电源线路。
（2）检测传感器的信号脉冲
检测传感器电源正常的情况下，举升车辆，将电源接入传感器，在用手转动车轮的同时，用直流电压表测量传感器信号输出端子与搭铁之间的电压，应该有脉冲电压。如果无电压脉冲，需更换传感器。
