1、汽车传感器原理与检修汽车传感器原理与检修吴文琳 主编第八章 速度与加速度传感器 速度和加速度传感器是汽车发动机及底盘集中控制系统中非常重要的传感器。主要有发动机转速传感器、车速传感器、轮速传感器和减速度传感器、横摆角速度传感器等四大类。 发动机转速传感器、车速传感器和轮速传感器。发动机转速传感器即曲轴位置传感器，它也是发动机控制系统中最主要的传感器，不仅是燃油喷射和点火时刻确认曲轴位置的信号源，也是发动机转速的信号源。发动机转速传感器按其结构形式可分为：电磁式发动机转速传感器；霍尔效应式发动机转速传感器；光电式发动机转速传感器等三种。 车速传感器一般用于测量汽车的行驶速度，以便使发动机的控制、
2、自动起动、ABS、牵引力控制系统、活动悬架、导航系统等装置能正常工作，这种传感器主要有簧片开关式、光电式、霍尔效应式、磁阻元件式、电磁感应式等几种，但簧片开关式目前已不多用。 轮速传感器即车轮速度传感器，用于检测车轮速度，并将其转化为电信号输入ABS（防抱死制动系统）ECU，用于计算车轮的圆周速度。目前轮速传感器在ABS中应用越来越广泛，逐步取代了减速度传感器、车身速度传感器和蓄压器压力传感器。轮速传感器主要有电磁感应式和霍尔效应式两种。 加速度传感器分为加速传感器和减速度传感器。减速度传感器即加速度为负的加速度传感器，用于检测汽车制动时的减速度，并将减速度信号输入ABS ECU，实现ABS
3、ECU对路面状况的判断和控制。这种传感器一般用在四轮驱动的汽车上，主要有光电式、水银式、差动变压器式、惯性负压式几种。 横摆角速度传感器，又称为横摆率传感器、侧滑传感器、翻转角速度传感器、偏摆率传感器、旋转率传感器、偏航率传感器、旋转传感器等。 横摆角速度传感器识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度，记录汽车绕垂直轴线的运动，监测车辆后部因侧滑发生的甩尾，识别车辆实际运动方向，偏转角的大小代表汽车的稳定程度。它作用类似飞机陀螺，时刻监视着汽车方向的稳定性，确定汽车是发生侧滑或者甩尾，从而使ESP发生作用，确保汽车保持相对于垂直轴线的稳定性。 没有此信号，控制单元不能识别车辆是否发生转向，ESP
4、功能将失效。 电控柴油机中，需要检测发动机转速、车速等信号，用于柴油机的电子控制系统中的转速传感器有发动机转速传感器，有电磁式、霍尔式、光电式三种；汽缸判别传感器，有电磁式、霍尔式二种；车速传感器，有可变磁阻式、光电式、电磁式、笛簧开关式和霍尔式等。第一节 发动机转速传感器在化油器车上，发动机转速信号一般取自点火线圈负极。电控发动机出现后，ECU用发动机转速信号取自曲轴位置传感器，而发动机转速表用转速信号，既有使用曲轴位置传感器的，也有使用点火信号的。曲轴位置传感器的各种形式、结构与原理已进行了详细介绍，在此不再赘述。下面介绍其他形式的发动机转速传感器。一、柴油发动机用转速传感器在柴油发动机上
5、使用的电磁感应式转速传感器是从喷油泵处获取转速信号，转速传感器的安装位置如8-1所示。它的工作原理是，在永久磁铁的周围绕有线圈，线圈周围有用铁材料制成的齿轮，当齿轮旋转时，齿轮的齿顶和齿合与永久磁铁之间的空气隙不断变化，使通过线圈的磁力线也发生了变化，于是线圈中便产生交变电压。 柴油机的喷射泵工作时，传感器的齿轮被带动旋转，所以在线圈中便有交流电压产生。交流电压的频率与发动机的转速成正比，该交变电压作为输入信号，经转速表内的IC电路放大、整形后就可以使转速表指示出发动机的实际转速。 不管柴油机采用什么供油方式，其发动机转速传感器均是相似的，均用于检测发动机转速和曲轴的位置。ECU根据此信号计算
6、出喷射始点和喷油量。1.柴油发动机用转速传感器的结构与原理发动机转速传感器一般安装在缸体上，或喷油泵上如图8-1所示。图8-1柴油发动机用转速传感器安装位置 发动机转速传感器有电磁感应式、霍尔式、光电式等多种型式，其中电磁感应式应用广泛，本文以此为例进行介绍。 磁感应式传感器的工作原理如图8-2所示，磁力线穿过的路径为：永久磁铁N极定子与转子间的气隙转子凸齿转子凸齿与定子磁头间的气隙磁头导磁板永久磁铁S极。当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性地发生变化，磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随之发生周期性的变化。根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。 由于转子凸齿与磁头间的气隙
7、直接影响磁路的磁阻和传感线圈输出电压的高低，因此在使用中，转子凸齿与磁头间的气隙不能随意变动。气隙如果有变化，必须按规定进行调整，气隙一般设计在0.20.4mm范围内。 图8-2 磁感应式传感器的工作原理2. 磁感应式传感器的检测采用磁电感应式发动机转速传感器的检测，可以参照磁电感应式曲轴位置传感器的检测方法来进行，用万用表测阻法是最简单、实用的方法。例如三菱4D56柴油发动机转速传感器电路如图8-3所示，其线圈电阻在20时测量值应为1.31.9。图8-3 三菱4D56柴油发动机转速传感器电路二、舌簧开关式发动机转速传感器1.舌簧开关式发动机转速传感器的结构与原理舌簧开关式发动机转速传感器可用
8、于检测发动机转速，传感器可以装在组合仪表内，也可以安装在分电器内部。如图8-4所示。图8-4舌簧开关式发动机转速传感器安装位置、结构及工作原理1磁铁；2至转速传感器；3舌簧开关；4分电器轴 舌簧开关触点由强磁体制成，在装于分电器轴上的磁铁的作用下动作，舌簧开关触点不直接与大气接触，其容器内充有惰性气体。 舌簧开关式发动机转速传感器的工作原理如图8-4所示。曲轴转两圈、分电器轴转一圈，分电器内的磁铁也转一圈。当磁铁靠近舌簧开关时，在磁力线的作用下，使触点带磁性。触点的磁性与磁铁近侧极性相同，从而使舌簧开关触点靠本身磁性吸引，使开关导通。磁铁随分电器轴转动后，磁极远离或只有一端靠近舌簧开关时，触点
9、不受磁力线的影响，触点分开。这样，两个舌簧开关在分电器轴上的磁铁作用下，相互以180的相位差进行通、断变换，把发动机转速信号输入ECU。2.舌簧开关式发动机转速传感器的检测 舌簧开关式发动机转速传感器的检测，主要检查其信号输出端子是否有脉冲信号产生，如图8-5所示。具体检查过程如下。将分电器从发动机上取下，用万用表电阻挡检测，把两表笔放在信号输出端，用手转动分电器轴，观察是否有导通和断开两种状态交替出现。如果没有，则应更换舌簧开关式转速传感器。图8-5舌簧开关式发动机转速传感器的检测另外一种形式的舌簧开关式传感器是阻断型，如图8-6（a），为使舌簧开关能闭能开，磁铁必须装在一个转动的轴上，使磁
10、铁转动或用一个转动的齿轮来隔断其磁通。当齿轮的齿处于磁铁和舌簧管之间时，磁通离开簧片，这时触点弹开，见图8-6（b）。无论采取哪种方法，都可以从触点开闭时发出的信号指示轴的转动位置。图8-6 阻断型电磁舌簧开关第二节 车速传感器车速传感器（VSSVehicle Speed Sensor）用于测量车辆的行驶速度，并将信号送到车速里程表，以电子式或指针式显示出来。对于电控自动变速器，车速信号还用于确定变速器的换挡时刻和变矩器锁止离合器的锁止控制，在巡航控制系统中，车速信号是巡航ECU控制设定车速的重要参考依据。但要注意，车速传感器并不是在任何情况下都反映车辆的实际行驶速度，如车轮打滑时、车辆倒退时
11、车速传感器便不能反映车辆的实际行驶状况。 对于装设自动变速器的汽车，车速传感器也叫变速器输出轴转速传感器，用于检测汽车的车速信号，并将该信号输入ECU，实现ECU对变速器的换挡控制及对发动机的控制；同时将车速信号提供给车速里程表，用以指示汽车行驶速度，记录汽车行驶里程。而对于装设手动变速器的汽车，车速传感器仅仅将检测到的车速信号提供给车速里程表，用于指示汽车行驶速度，记录汽车行驶里程。 车速传感器一般安装在变速器输出轴附近的壳体上或速度表内，主要有舌簧开关式、电磁感应式、光电式、霍尔效应式、磁阻元件式、多普勒雷达式等几种。常用的有舌簧开关工、可变磁阻式、电磁感应式、光电式和霍尔式几种。一、舌簧
12、开关式车速传感器1. 舌簧开关式转车传感器的结构与原理舌簧开关式车速传感器用于旧式汽车的车速报警系统中，在新型的轿车中很少用到，其结构如图8-7所示。舌簧开关（图中的簧片开关）是一个内装两个细长触点的小玻璃管，触点由铁、镍等容易被磁铁吸引的强磁性材料制成。舌簧开关传感器置于车速表的转子附近，当车速表驱动轴转动时，带动转子和永久磁铁旋转，使磁铁的N、S极靠近或远离舌簧开关的触点。在变化的磁场作用下，舌簧开关的两触点有时互相吸引而闭合，有时相互排斥而断开，从而形成了触点的开关作用。图8-7舌簧开关式车速传感器的结构 舌簧开关式车速传感器的工作原理如图8-8所示。 从图8-8（a）中可以看出，当永久
13、磁铁的N、S磁极从接近舌簧开关到逐渐离开时，舌簧开关的上、下两个触点变为两个不同极性的磁极，从而互相吸引，使舌簧开关闭合。 从图8-8（b）中可以看出，当永久磁铁的N或S极接近舌簧开关的触点时，触点变为两个同一极性的磁极，从而互相排斥，使舌簧开关断开。 因为舌簧开关式车速传感器的永久磁铁一般是四极的（两个N极和两个S极），所以控制部分连续工作时，车速表驱动轴每回转一圈传感器就会输出四个脉冲信号。ECU根据传感器输入的脉冲信号即可计算出汽车的速度，并在速度指示仪表上显示出来。图8-8舌簧开关式车速传感器的工作原理 2.舌簧开关式车速传感器的检测 用指针式万用表电压挡检测舌簧开关式车速传感器，把两
14、个表笔接在传感器连接器插头两端子上，转动起动机12s，观察电压表指针是否有脉冲电压产生，若无脉冲电压产生，说明传感器有故障。二、电磁感应式车速传感器1.电磁感应式车速传感器的结构与原理电磁感应式车速传感器安装在自动变速器输出轴附近，如图8-9所示。该传感器用于检测自动变速器输出轴的转速，电控单元ECU根据该传感器提供的信号计算车速，并以此作为换挡控制的依据。图8-9电磁感应式车速传感器的安装位置 电磁感应式车速传感器结构如图8-10（a）所示，该传感器主要由永久磁铁、线圈组成。 由于电磁感应式车速传感器安装在自动变速器输出轴附近的壳体上，当输出轴转动时，输出轴上的停车锁止齿轮随其一起转动，从而
15、使齿轮上的凸齿不断地靠近或离开车速传感器，使通过传感器线圈内的磁通量不断变化，进而在线圈上产生一个周期变化的感应电压，如图8-10（b）所示。图8-10 电磁感应式车速传感器结构与感应电压曲线 汽车行驶的车速越高，输出轴的转速就越高，传感器线圈中产生的感应电压的脉冲频率也就越高，电控单元便根据感应电压脉冲的大小计算汽车的行驶速度。 在部分装有自动变速器的汽车上，变速器的输入轴转速传感器也采用电磁感应式转速传感器，以用来检测变速器的输入轴转速，并将检测的信号输入ECU，使ECU更精确地控制换挡过程。此外，ECU还将该信号和来自发动机控制系统的发动机转速信号进行比较，计算出液力变矩器的传动比，使油
16、路压力控制过程和锁止离合器的控制过程得到进一步的优化，以改善换挡感觉，提高汽车的行驶性能。 2.电磁感应式车速传感器的检测 电磁感应式车速传感器的检测方法有：开路检测、模拟检测和单件检测等三种。（1）开路检测 断开车速传感器连接器接头，用万用表测量传感器两接线端子间的电阻，如图8-11所示。不同自动变速器的车速传感器感应线圈的电阻值不同，一般为几百到几千欧姆，如果偏大或偏小，都应该根据电路图检查线路。图8-11车速传感器电阻的检测（2）模拟检测 将车支起，用手转动悬空的驱动车轮，同时用万用表测量车速传感器的两接线端子间有无脉冲感应电压。若万用表指针有摆动，说明传感器有输出的脉冲电压，传感器工作
17、正常；否则说明传感器有故障，应进一步检查传感器转子及感应线圈是否脏污。若脏污，应进行清洁后再进行测试。若传感器仍无脉冲电压产生，说明传感器已经损坏，则应及时更换。（3）单件检测 拆下车速传感器，用一根铁棒或一块磁铁迅速靠近或离开传感器，同时用万用表测量传感器两接线端子间有无脉冲电压产生，如图8-12所示。如果没有感应电压或感应电压很微弱，说明传感器有故障，应进一步检查。再试验确认有故障后，应更换传感器。图8-12单件检测车速传感器的脉冲电压而对于变速器输入轴电磁感应式车速传感器，检测方法与电磁感应式车速传感器的检测方法基本相同，在此不再叙述。3.电磁感应式车速传感器检测示例（1）别克轿车车速传
18、感器、输入轴转速传感的检测 1）别克轿车车速传感器的检测。 上海别克轿车车速传感器安装在自动变速器延伸壳体的外侧，它是由磁感应式车速传感器。该车速传感器的齿盘与差速器、主减速器行星齿轮架总成相连接，所以它可以监测变速器的输出转速。该信号用于控制换挡模式、主油路油压、变矩器锁定离合器（TCC）的结合和分离。 电磁感应式车速传感器的检测，主要检测其信号电压和传感器线圈电阻值。电磁感应式车速传感器输出电压随车速的变化而发生变化，其变化范围为0.5200V。车速传感器电阻值在20时，应为9811471。2）变速器输入轴转速传感器的检测。别克轿车变速器输入轴转速传感器安装在变速器内部靠近驱动链轮处，如图
19、8-13所示。该传感器也是电磁感应式，它的齿盘与驱动链轮相连接，而驱动链轮又与涡轮轴相连接，所以传感器可监测变速器的输入转速。该信号用于控制主油路压力、TCC结合与分离及变速器的换挡模式，也用于计算合适的挡位，和TCC的滑差。图8-13 变速器输入轴转速传感器的检测 图8-14为变速器输入轴转速传感器与PCM（动力控制模块）的连接电路。该传感器的检测内容是： 图8-14 变速器输入轴转速传感器与PCM（动力控制模块）的连接电路 检查信号电压： 将点火开关置于“OFF”位置，拔下输入轴转速传感器连接器插头，再将点火开关置于“ON”位置，启动发动机使其运转，用万用表的交流电压挡测量传感器插座上两端
20、子之间的电压信号，该值应为0.5V。如果电压信号高于或低于规定值，应进一步检查传感器的连接电路导线是否开路、断路。 检测传感器头与齿盘间的间隙： 传感器头与齿盘间的间隙标准值应为0.082.12mm，若检测发现不在规定范围内应进行调整。（2）广州本田轿车变速器输入轴转速传感器的检测广州本田轿车变速器输入轴转速传感器又称为主轴转速传感器，安装在变速器主轴上末端处，如图8-15所示。其电路图如图8-16所示。图8-15主轴转速传感器的安装位置图8-16主轴转速传感器的电路 主轴转速传感器的检测方法如下： 检测主轴转速传感器的电阻值 将点火开关置于“OFF”位置，断开主轴转速传感器的2芯插头，测量2
21、芯插头的1、2号端子之间的电阻值，该值应在400600之间，如果电阻偏大或偏小都说明传感器有故障，应更换传感器。 检测主轴转速传感器是否短路 将点火开关置于“OFF”位置，拆下主轴转速传感器2芯插头，分别测量2芯插头的1、2号端子与车体搭铁之间的电阻值，该值应为，否则说明传感器有故障，应更换传感器。 检测主轴转速传感器线束是否断路 重新连接传感器的2芯插头，拔下ECU上D插头（16芯），测量D插头上11、12两端子之间的电阻值，该值应在400600之间，如果电阻偏大或偏小都说明传感器有故障，则应更换传感器。 检测主轴传感器线束是否短路 分别测量ECU的D插头上11、12两端子与车体搭铁之间的电
22、阻值，该值应为。否则应更换传感器。三、光电式车速传感器 1.光电式车速传感器的结构与原理 光电式车速传感器用于数字式速度表上，由发光二极管（LED）、光电晶体管以及装在速度表驱动轴的遮光板构成，其结构如图8-17所示。图8-17光电式车速传感器的结构光电式车速传感器的工作原理及电路如图8-18所示。图8-18光电式车速传感器的工作原理及电路图 由速度表驱动轴驱动的带切槽遮光板位于发光二极管和光电晶体管的中间，随着带切槽遮光板的转动，发光二极管发出的光有时能射到光电晶体管上，有时不能射到光电晶体管上。当发光二极管发出的光射到光电晶体管上时，光电晶体管导通，且三极管集电极中有电流通过，因此在Si端
23、子上就有5V脉冲电压信号输出。当二极管发出的光不能照射到光电晶体管上时，则无脉冲电压信号输出。且脉冲频率取决于车速，在车速为60km/h时，仪表挠性驱动轴的转速为637r/min，而仪表软轴每转一周，传感器就有20个脉冲电压信号输出。 采用光电式车速传感器的数字式车速表的结构及原理如图8-19所示。该车速表主要由荧火显示屏、微处理器和集成电路组成。车速传感器输出的脉冲信号输入到车速表通过荧光显示屏来显示车速，并将这种脉冲信号输入到时程表、燃油表、温度表等。图8-19数字式车速表的结构及工作原理 2.光电式车速传感器的检测 光电式车速传感器的检测方法如下：（1）供电电压检测 因为光电式车速传感器
24、为主动式传感器，只有在提供工作电压的情况下才能正常工作，因此可以使用万用表电压挡，在点火开关打开的情况下，测量光电式车速传感器的供电电源和搭铁端子间的电压，正常应为5V。（2）输出信号万用表检测 打开点火开关，利用背插法，用万用表的电压挡测量信号端与搭铁端的电压，在转速很慢的情况下，应能够看到电压在05V间波动。（3）示波器检测 使用示波器，对输出信号端进行输出信号检测，应与图8-20波形相符。图8-20光电式车速传感器输出波形四、霍尔式车速传感器1.霍尔式车速传感器的结构与原理 霍尔式车速传感器的外形与内部结构如图8-21所示。该传感器主要由触发轮、带导板的永久磁铁、霍尔元件及集成电路组成。
25、图8-21霍尔式车速传感器外形及结构 霍尔式车速传感器也是利用霍尔效应的原理制成的。即触发叶轮转动时，其叶片在永久磁铁与霍尔元件间转动，从而使通过霍尔元件的磁通量发生变化，由于霍尔元件用导线连接在电路中，其上通有电流，所以在霍尔元件上产生一个霍尔电压，经集成电路放大整形后输出矩形方波信号，如图8-22所示。图8-22霍尔式车速传感器电路图2.霍尔式车速传感器的检测 霍尔式车速传感器的检测方法： 1）车速传感器的电源电压检测 关闭点火开关，取下车速传感器的插头后，再接通点火开关，检测车速传感器插头端子1与2的电压，其标准值应为12V。否则应检查熔断器、点火开关以及它们之间的连接导线。 2）传感器
26、输出信号的检测 当汽车行驶时，用示波器检测车速传感器插座端子3和2之间应有方波信号输出（注意：测试时，车速传感器的插头不能取下）。否则为车速传感器损坏。 3）检测传感器线束的导通性 关闭点火开关，拔下车速传感器的连接插头，然后拔下发动机控制单元的连接插头，用万用表的电阻挡测量，传感器连接插头的端子与发动机控制单元的端子之间的电阻值及传感器连接插头的端子与搭铁之间的导通性，均应小于1，若相差很大或为，则说明线束的连接有故障。桑塔纳2000GSi型轿车霍尔式车速传感器检测。桑塔纳2000GSi型轿车霍尔式车速传感器安装在主减速器输出轴的端盖上，由霍尔传感器和信号轮组成，如图8-24（a）所示，端子
27、示意图8-24（b）所示，该传感器与ECU的连接如图8-24（c）所示。其中1号端子为电源端子，2号端子为信号输出端子，同ECU的20号端子相连，3号端子为搭铁端子。3.霍尔式车速传感器检测示例图8-23霍尔式车速传感器结构及传感器与ECU的连接电路 霍尔式车速传感器的检测方法如下。 1）检测传感器的电源电压 关闭点火开关 拔下车速传感器的3芯插头，然后接通点火开关，用万用表测量传感器3芯插头上1号与3号端子之间的电压值，该值应为12V（蓄电池电压），若不符合要求，说明电源线路有断路或短路故障，或熔断丝损坏，应根据电路图及时检测或更换传感器。 2）检测传感器线束的导通性 关闭点火开关，拔下车速
28、传感器的3芯插头，然后拔下发动机控制单元（J220）的连接插头，用万用表的电阻挡测量传感器3芯插头的1号端子与15号熔断丝之间的电阻值，如图8-24（a）所示，用万用表测量传感器3芯插头的2号端子与J220的20号端子之间的电阻值，如图8-24（b）所示，用万用表测量传感器3芯插头的3号端子与搭铁之间的电阻值，如图8-24（c）所示。其电阻值均应小于1，若相差很大或甚至为，则说明线束的连接有故障，则应根据电路图及时检测或更换传感器。图8-24 检测传感器线束的导通性五、可变磁阻式车速传感器1.可变磁阻式车速传感器的结构与原理可变磁阻式车速传感器安装在变速器的壳体上，由变速器齿轮驱动，其安装位置
29、如图8-25所示。图8-25可变磁阻式车速传感器的安装位置可变磁阻式车速传感器的结构如图8-26所示，它主要由磁阻元件、转子、弹簧、印制电路板和磁环等构成。图8-26可变磁阻式车速传感器的结构可变磁阻式车速传感器的工作原理如图8-27所示。图8-27可变磁阻式车速传感器的工作原理当变速器齿轮驱动传感器轴旋转时，与轴连在一起的多极磁环也同时旋转，磁环旋转引起通过其旁边的集成电路内的磁阻元件的磁通量发生变化；由于磁环上N极与S极的交替排列，伴随着磁环的旋转使通过磁阻元件的磁通量和磁力线的方向都不断变化，从而使磁阻元件（MRE）的阻值发生变化（且当流向磁阻元件的电流方向与磁力线方向平行时，其电阻值最
30、大；电流方向与磁力线方向垂直时，其电阻值最小，如图8-28所示）。由于磁阻元件阻值的变化，磁环每旋转一周在集成电路（IC）的内置磁阻元件（MRE）的集成电路（IC）的内置磁阻元件（MRE）中就会出现20个脉冲电压信号，将此信号通过电路的连接输入到比较器中进行比较，再由比较器输出信号去控制晶体管的导通和截止，这样就可以检测出车速并在车速表上显示出来。输出信号如图8-29所示。图8-28 磁阻元件（MRE）的性质图8-29输出信号 磁阻元件式车速传感器电路如图8-30所示。在磁环上N极和S极交替排列，随着磁环的回转使其磁力线方向不断地变化，伴随每一回转，在内置磁阻元件（MRE）的集成电路中20个脉
31、冲信号，该信号即车速信号，送入转速表。磁通量的变化与磁环转速成正比，这样可利用磁阻元件电阻值的变化检测出磁环旋转引起的磁通变化。将电压的变化输入到比较器中进行比较，再由比较器输出的信号控制晶体管的导通与截止，这样就可以检测出车速。图8-30车速传感器电路图2.可变磁阻式车速传感器的检测可变磁阻式车速传感器很少发生故障，检修时一般检查传感器的输出信号电压。检修时可以用手转动传感器轴，在转动的同时，用万用表电压挡测量传感器输出端子间的输出信号，应有脉冲电压信号输出。否则应更换可变磁阻式车速传感器。传感器端子引线有三根,一根为输出信号，一根连接至组合仪式表，另一根接地。3.可变磁阻式车速传感器检测示
32、例下面介绍三菱V73轿车使用磁阻元件式车速传感器的检测方法。三菱V73轿车使用磁阻元件式车速传感器安装在变速器上。磁环上共有两对磁极、N极和S极交替排列，因此，在车速传感器轴旋转一周时，应输出4个脉冲信号。这些脉冲信号被输入车速表。车速表计算输入的脉冲信号，促进指示器显示车速，同时车辆的行驶里程也被计算出来。电路如图8-31所示。实际接线图如图8-32所示。图8-31磁阻元件式车速传感器电路图图8-32 磁阻元件式车速传感器接线图 （1）工作电源电压检测 磁阻元件传感器属于无源传感器，因此需要工作电源，点火开关（IG1）电路通过11号保险丝为车速表和车速传感器提供电源。检测方法如图8-33所示
33、。不要断开车速传感器插接器B-09。将点火开关转到“ON”位置。用万用表电压挡测量线束侧1#端子与接地之间的电压。电压应为蓄电池正极电压，约为12V。（2）搭铁电路的检查 如图8-34所示，断开B-09插头，用万用表测量线束侧的2#端子与地的导通性。正常情况下，其电阻应小于2。图8-33 检测传感器的工作电源电压确图8-34 检查车速传感器搭铁电路（3）检查车速传感器参考电压。 断开车速传感器插接器B-09。 将点火开关转到“ON”位置。 用万用表电压挡测量3#端子与搭铁间电压。 正常情况下，车速传感器输出信号参考电压约为9V或更高，如图8-35所示。图8-35 检测车速传感器参考电压 （4）
34、解码器检测 使用MUT-或MUT-，进入发动机或自动变速器项目，如果车速传感器或其线路有故障，会输出故障代码DTC P0500。（5）输出信号检测 拆掉车速传感器，如图8-36所示，在1、3端子间串入310k电阻，同时1端接蓄电池正极，2端接蓄电池负极，用手转动传感器轴，在转动的同时，用万用表的电压挡测量2、3端间电压，观察是否有脉冲电压信号输出。一般情况下，轴每转一周，输出4个脉冲，说明传感器良好，若无脉冲信号产生，说明传感器已损坏，则应更换传感器。 图8-36 检测车速传感器输出信号六、多普勒雷达式车速传感器 如图8-37所示为多普勒雷达式车速传感器原理图，振荡器产生频率为f1的等幅振荡连
35、续波，经转换器输送到天线，再以一定的倾角向地面发射。当汽车行驶时，雷达天线在单位时间内接收到的地面反射波频率为f2，则多普勒频率fd为式中，为发射波的波长； 为天线相对地平面的发射倾角， 为车身速度。由于多普勒频率与车身速度成 正比 ，因而可用多普勒频率fd作为车身速度的依据。虽然多普勒雷达式车速传感器测量精确，但由于造价昂贵，因此使用并不太多。 第三节 轮速传感器汽车轮速传感器即车轮速度传感器，用于检测车轮旋转速度，并将其转化为电信号输入控制单元ECU。现在，在制动防抱死装置ABS、牵引力控制装置TCS、电子制动力分配装置EBD、电子稳定程序ESP等系统中，各个控制单元根据轮速传感器的信号，
36、通过和车速传感器信号的对比，确定车辆是否发生抱死和滑移，从而决定执行器是否作出制动干预。按照汽车上安装的轮速传感器的数量，可以分为四轮速传感器、三轮速传感器、二轮速传感器、单轮速传感器四种形式，可以实现四通道、三通道、二通道、单通道的控制方式。轮速传感器的数目和通道数目不同，感应齿圈安装位置也就不同。一般来讲，齿圈安装在随车轮或传动轴一起转动的部件上，如驱动车轮、从动车轮、半轴、轮毂或制动盘、主减速器或变速器的输出轴上，传感器本体安装在车轮附近不随车轮转动的部件上，如半轴套管、转向节、制动底板等位置，如图8-38所示。图8-38轮速传感器的安装位置 另外，按传感器头的外形分凿式极轴轮速传感器头
37、、柱式极轴轮速传感器头，菱形极轴轮速传感器头相对比较少见，如图8-39所示。 传感器与感应齿圈的相对安装位置，也有三种方式，如图8-40所示。目前使用的轮速传感器主要有电磁式和霍尔式两种。图8-39传感器头形状 传感器与感应齿圈的相对安装位置，也有三种方式，如图8-40所示。 目前使用的轮速传感器主要有电磁式和霍尔式两种。 图8-40车速传感器的安装形式一、电磁感应式轮速传感器 1.电磁感应式轮速传感器的结构与原理 电磁感应式轮速传感器由传感头和齿圈两部分构成。传感器齿圈是由磁阻较小的铁磁性材料制成的。传感头主要由永磁性磁心和感应线圈组成，如图8-41所示。轮速传感器头与磁性齿圈间的间隙很小，
38、通常在0.51.0mm范围内。图8-41电磁感应式轮速传感器的结构电磁感应式轮速传感器与电磁感应式车速传感器的工作原理相同，都是利用齿圈转动时与传感器磁头之间的间隙产生变化，从而使通过感应线圈的磁通量即磁场强度发生变化，进而在线圈上产生不同的感应电压的原理制成的。传感器的工作原理及输出电压波形如图8-42所示。电磁感应式轮速传感器的结构简单、成本低，所以应用较为广泛，但其输出信号的频率和幅值受转速影响较大，且其抗电磁波干扰能力差，易产生误信号，所以只适于15160km/h的速度，今后要求所控制的转速扩大到8260km/h甚至更大，则电磁感应式轮速传感器很难适应。而霍尔式轮速传感器则能克服电磁式
39、轮速传感器的不足，因此在ABS系统中的应用越来越多。图8-42电磁感应式轮速传感器工作原理及输出电压波形2.电磁感应式轮速传感器的检测电磁感应式传感器的一般故障有：传感器感应电路（感应线圈）断路或短路；传感器头或齿圈沾染油污；传感器消磁；传感器松动等。检修时主要检查传感器的电阻和输出信号电压。1）检测传感器的输出电压 使被检轮离地，松开驻车制动器，以30r/min的转速转动车轮，用万用表测量传感器的输出电压，该值应满足标准规定，若偏大或偏小，应继续全面检测，如果发现传感器损坏，应及时更换传感器。2）检测传感器的电阻 拔下传感器连接器插头，用万用表测量传感器两接线端子间的电阻值，该值应符合标准规
40、定，若过大或过小，说明传感器已损坏，应进行更换。3）检测传感器磁头与齿圈的间隙 用厚薄规片测量传感器磁头与齿圈之间的间隙，该值应满足标准规定，若不在此范围应进行调整。 3.电磁感应式轮速传感器检测示例（1）别克轿车电磁感应式轮速传感器的检测别克轿车防抱死制动系统中的轮速传感器为电磁感应式。前轮驱动的别克轿车使用整体式轮速传感器，前轮轮速传感器励磁环（齿圈）为47齿多磁极，后轮轮速传感器励磁环（齿圈）为36齿多磁极。传感器外形如图8-43所示。使用这种多磁极整体式传感器能提供清晰正确的交流电压信号。图8-43别克轿车电磁感应式轮速传感器外形别克轿车轮速传感器与ECU的连接电路如图8-44所示。图
41、8-44别克轿车轮速传感器与ECU的连接电路 别克轿车电磁感应式轮速传感器的检测方法如下： 检测传感器的线圈电阻 拔下轮速传感器连接器插头，用万用表检查传感器每个端子与车身的导通情况。正常时应不导通，电阻是无穷大，否则说明传感器存在搭铁故障，应及时更换传感器。若经上述检查正常，应进一步检查传感器线圈电阻值，前轮与后轮轮速传感器线圈电阻值均应为0.91.3k。若电阻值偏大或偏小，都说明传感器有故障，应更换轮速传感器。 检测转子齿圈 首先检查传感器齿圈的齿数，前轮轮速传感器的齿圈齿数应为47，后轮轮速传感器的齿圈齿数应为36。然后检查转子齿圈有无裂纹、缺齿，齿与齿之间是否吸附有脏物，若有应进行清理
42、。传感器头与齿圈间隙应保持1mm左右，可用厚薄规片进行测量。若间隙相差很大应进行调整。（2）桑塔纳2000GSi型轿车电磁感应式轮速传感器的检测 桑塔纳2000GSi型轿车的ABS共有4个车轮轮速传感器，前轮的轮速传感器安装在转向节上，齿圈（43齿）安装在传动轴上，如图8-45（a）所示；后轮的轮速传感器安装在固定支架上，齿圈（43齿）安装在后轮毂上，如图8-45（b）所示。 图845 桑塔纳2000GSi型轿车轮速传感器安装位置桑塔纳2000GSi型轿车轮速传感器与ECU的连接电路如图8-46所示。图8-46 桑塔纳2000GSi型轿车轮速传感器与ECU的连接电路传感器的检测方法如下：检测传
43、感器与齿圈的气隙 升起汽车，使4个车轮离地，在齿圈上取4点，用非磁性厚薄规，测量齿圈与传感器之间的气隙。各车轮转速传感器与齿圈的气隙应符合表8-1要求，否则应给予调整。表8-1 各轮速传感器与齿圈的气隙 轮速传感器气隙轮速传感器气隙左前轮1.101.97左后轮0.420.80右前轮1.101.97右后轮0.420.80检测传感器信号电压 升降车轮，使4个车轮离地悬空，以1r/s的速度分别转动各个车轮，用万用表或示波器分别测量各个车轮转速传感器的输出信号电压值。这些信号电压应满足表8-2要求，否则说明传感器有故障，应及时检测或更换。表8-2 各轮速传感器信号电压的标准值轮速传感器输出信号电压（转
44、速1r/s）轮速传感器输出信号电压（转速1r/s）左前轮1901140mV的交流电压左后轮650mV的交流电压右前轮1901140mV的交流电压右后轮650mV的交流电压检测传感器的电阻值 将点火开关置于“OFF”位置，拔下各轮速传感器的2芯连接插头，用万用表测量各轮速传感器的电阻值。该值应符合表8-3要求，否则说明传感器有故障，应给予检测或更换。表8-3 轮速传感器的电阻标准 轮速传感器电阻值轮速传感器电阻值左前轮1.01.3左后轮1.01.3右前轮1.01.3右后轮1.01.3 检测传感器线束的电阻值 将点火开关置于“OFF”位置，拔下4个轮速传感器的2芯连接插头，然后拔下ABS ECU的
45、25针连接端子。用万用表的电阻挡分别测量左前轮传感器插头的1号端子与ECU插头的11号端子之间的阻值、左前轮传感器插头的2号端子与ECU插头的4号端子之间的阻值、右前轮传感器插头的1号端子与ECU插头的11号端子之间的阻值、右前轮传感器插头的2号端子与ECU插头的4号端子之间的阻值、左后轮传感器插头的1号端子与ECU插头的2号端子之间的阻值、左后轮传感器插头的2号端子与ECU插头的10号端子之间的阻值、右后轮传感器插头的1号端子与ECU插头的2号端子之间的阻值、右后轮传感器插头的2号端子与ECU插头的10号端子之间的阻值，以上电阻值均应小于0.5，若相差很大或甚至为无穷大，则表明线束断路或短路
46、，应根据电路图进行检测。二、励磁式轮速传感器 目前，励磁式轮速传感器在东风牌EQ1090E型载货汽车的FKX型ABS系统使用，励磁电路如图8-47所示。图8-47 传感器励磁电路 晶体三极管VT，电阻R1、R2，电容C1组成恒流电路给电磁式传感器提供约40mA的直流电流，以便使传感器铁芯建立起工作磁通。当车轮转动时，引起磁阻变化，线圈中便产生感应电动势。由于恒流电路具有较高的动态阻抗，使感应信号幅度不致大幅度衰减。电容器C2用来旁路高频成分，以便衰减点火系统的干扰。三、霍尔效应式轮速传感器 霍尔效应式轮速传感器是利用霍尔效应原理制成的，霍尔效应式轮速传感器的优点是：传感器产生数字信号，电脑可以
47、直接使用，不用进行转换；传感器电压不受车轮转速影响；传感器不易受外界干扰。 按照信号检出形式，可以分为三线制和两线制霍尔效应式轮速传感器两种。三线制传感器为一根电源线、一根搭铁线、一根信号线，两线制传感器为一根电源线、一根信号兼搭铁线。 1.霍尔效应式轮速传感器的结构与原理 霍尔效应式轮速传感器主要由传感器头和齿圈组成，传感器头由永久磁铁、霍尔元件和电子电路等组成，如图8-48所示。图8-48霍尔效应式轮速传感器的结构与原理 当齿圈转动到齿缝正对传感器头时，永久磁铁的磁力线穿过霍尔元件通向齿圈的磁力线较为分散，磁场也相对较弱，如图8-48 (a)所示；齿圈转动到凸齿正对传感器头时，永久磁铁的磁
48、力线穿过霍尔元件通向齿圈的磁力线较为集中，磁场也相对较强，如图8-48(b)所示。这样在齿圈的转动过程中，由于通过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔元件上霍尔电压的变化，使霍尔元件向外输出一个正弦波电压信号。 霍尔元件在齿轮的运动下产生并向外输出一个mV级的正弦波霍尔电压，经放大器放大为V级电压，然后送至施密特触发器输出标准的脉冲信号，并产生一定回差以提高稳定性，最后送至输出级再放大输出。 霍尔轮速传感器的电子线路原理如图8-49所示，它的工作电压为815V，负载电流为100mA，工作频率为 20kHz，输出电压幅值为714V。为了适应汽车在各种温度下工作，霍尔轮速传感器的结构采用封闭
49、式，将齿圈与传感器密封在一起，以保证在恶劣的环境中能可靠地工作。 霍尔轮速传感器是一种主动式轮速传感器，因此克服了电磁感应式轮速传感器的输出信号幅值会变化、频率响应不高、抗电磁干扰能力差的缺点，具有输出信号幅值不变、频率响应高、抗电磁干扰能力强的优点，因此在一些新型汽车的ABS中越来越广泛地使用此类型的轮速传感器。图8-49 霍尔轮速传感器的电子线路原理图 2.霍尔轮速传感器的检测 霍尔式轮速传感器的检修,主要检查输出电压信号。 1）检查时，关闭点火开关。举升车辆,使四个轮胎离地10cm左右，拔下轮速传感器的导线连接器插头,并用导线将线束插头与轮速传感器插头的电源端子相连。将万用表(用交流电压
50、挡)的两表笔分别搭接在轮速传感器信号输出端子(注意+、-极性)，测量传感器的输出电压。打开点火开关，用手转动车轮，万用表应显示交流电压在714V范围。 若检测电压值不符合要求，则应检查传感器与齿圈之间的间隙（标准值为0.20.5mm）,否则应进行调整或更换传感器 2）检测传感器磁头与齿圈的间隙，用厚薄规片测量传感器头与齿圈之间的间隙，如图8-50所示，间隙值应符合标准值，否则应进行调整或更换。图8-50轮速传感器与齿圈之间间隙的测量3）示波器检测 在用示波器检测时，观察所出现的电压脉冲波形应与图8-51所示相似，而且要注意所有脉冲应该均匀出现。脉冲电压波形取决于车轮的转速，正常的车速传感器信号
