1.轮速传感器的基本结构和工作原理： 在电控汽车的驱动防滑控制系统中,设置了获取车轮转速信息的车轮转速传感器,简称为轮速传感器。电磁感应式轮速传感器由永久磁铁、感应线圈(俗称“传感头”)及一个信号发生盘(又称转子, BOSCH公司ABS轮速传感器的信号盘有100个凸齿)组成(见图3-17)。传感头固定在轮毂或后桥上不动,而信号盘随车轮或传动装置一起旋转,其齿顶、齿槽与磁极之间的距离发生周期性变化,形成磁路的开和闭。磁通的变化导致磁涡流的变化,于是在传感头线圈中感应出脉冲电压,其变化频率与车轮的转速成正比。单位时间内传感器产生的脉冲数除以车轮每转1圈产生的脉冲数,就可以求得车轮的转速。车
轮转速信号传送给 ABS/ASR系统的控制单元,它根据轮速信号再调控车辆相关的运行状态。
2.轮速传感器对电控汽车工作性能的影响：
从电控汽车的控制原理可以看出,发动机电子控制系统(ECU)、制动防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、电子车辆稳定程序(ESP)以及驱动防滑系统(TRAC)等多个控制系统都需要采用轮速传感器的信号,以便有选择地对单个车轮实施制动力调整,或者减小发动机节气门的开度(这种减小不受驾驶员脚踩加速踏板动作幅度的影响),从而控制发动机的输出转矩,达到减小车轮滑转、提高行驶稳定性的目的。此外,自动变速器电子控制单元(A/T ECU)、巡航控制系统(CCS)、安全气囊系统(SRS)以及电控主动悬架系统等也需要车轮转速信号。如果轮速传感器的信号失常,将使需要轮速信号的多个电子控制系统受到影响。
车轮转速信号是ABS采集的主要信号, ABS ECU根据轮速传感器信号计算出各车轮的滑转率,以决定是否对相应车轮实施制动力调整,保证在各种路面条件下汽车制动时车轮不被抱死,并且防止汽车在制动和转弯时产生侧滑(见图3-18)。如果轮速传感器性能漂移、安装不到位、信号盘损坏、轮毂损坏,或者线路短路、断路,导致没有轮速信号或信号不正常,会使ABS执行器长期处于动作状态,进而造成电磁线圈烧坏,ABS指示灯闪亮,制动防抱死功能消失,制动时车轮可能被抱死(有拖印)或者产生制动跑偏现象。
目前许多轿车安装了电子车辆稳定程序(ESP),在车辆行驶中,如果ECU通过轮速传感器等传感器检测到汽车正在偏离正常路线(如转向不足或转向过度),可以自动对单个车轮实施制动,防止汽车侧翻而发生意外事故。因此,轮速传感器信号对于汽车的行驶稳定性
影响极大。如果轮速传感器的信号失常,则ABS、ESP系统都不能正常工作,ABS指示灯和ESP指示灯亮起,此时 ESP ECU存储“轮速传感器无信号”或“轮速传感器断路”等故障信息不仅如此,轮速传感器信号对发动机的加速性能也会产生重大影响。一辆奔驰S600轿车,不能正常加速行驶,急加速时发动机容易熄火,仪表板上ABS指示灯和ASR指示灯常亮。经过反复检查,是由轮胎变形引起的故障。该车的右前轮轮胎发生变形,使轮胎的圆周长增加,造成车辆行驶时右前轮转速相对较慢, ABS/ASR ECU认为右前轮(驱动轮)正在滑转,于是启用了ASR系统,为抑制驱动轮打滑,需要降低发动机的输出转矩,因而电控系统减小了节气门的开度,最终引起发动机加速不良。
3.轮速传感器的检测技巧：
当电控汽车出现下列故障现象时,需要对轮速传感器的工作性能进行检测:①汽车正常行驶时,ABS指示灯点亮;②正常制动时,ABS起作用,ABS指示灯亮;③正常停车时,听到ABS液压阀做周期性振动,而且ABS指示灯点亮。
(1)轮速传感器气隙的检査与调整：对于气隙可以调整的轮速传感器,为了确保轮速传感器具有1.0mm左右的气隙,可以关闭点火开关,升举汽车,拆下车轮和制动钳,拧松传感头支架的固定螺钉,通过盘式制动器挡泥板上的安装孔拆下传感头,用平口螺钉旋具清除传感头表面的铁屑等赃物,刮净其端面,然后在传感头端面上粘贴一个纸垫片,纸垫片的厚度为1.1~1.3mm。旋松传感头支架的固定螺钉,并转动衬套,给固定螺钉提供一个新的锁止凹面。通过制动器挡泥板孔将传感头装回支架衬套里,并确保纸垫片贴在传感头端面上,拧紧衬套固定螺钉,并使纸垫片在整个安装过程中不掉落下来,然后接好传感器的导线,再向传感器信号盘的齿顶方向推动传感头,直到纸垫片与齿顶接触。保持此状态,用2.4~4.0N·m的转矩拧紧传感头的固定螺钉
，使传感头定位。重新装好车轮和制动钳,放下汽车,进行路试。在日后汽车行驶过程中,随着传感器信号盘的旋转,纸垫片会慢慢消失,轮速传感器的正确气隙就形成了。
注意:轮毂轴承损坏或轴承径向跳动量过大会影响轮速传感器的气隙,就车检査轮毂轴承间隙的方法是:升举前轮或后轮,使之离地,用双手转动车轮并感觉车轮是否异常摆动。
若车轮摆动量过大,应检查轮速传感器信号盘的轴向摆差,前轮应不大于0.3mm,后轮轴承的径向圆跳动量应不大于0.05mm,否则应当调整锁紧螺母,以调节车轮轴承的间隙,或者更换前、后车轮轴承。
(2)传感头电磁线圈电阻的检测：用万用表电阻档(R×10)测量轮速传感器线圈的电阻值,博世( BOSCH)ABS 2S型为0.9~1.5k欧，坦威斯( TEVES)MK Ⅱ型ABS为0.8～1.4kΩ（见表3-1)。如果电阻值过小,说明轮速传感器线圈有短路或接地故障;如果电阻值过大,则需要检查插接器及线路的连接情况,消除接触不良的现象;如果电阻为∞,则说明轮速传感器线圈断路。
(3)轮速传感器输出信号的检测：举升汽车,使车轮离地10cm左右,放松驻车制动器,拔下轮速传感器的插头,然后用手分别转动被测试的车轮,转速大约30r/min,再使用数字式万用表的交流电压档(AC-mV档)检测轮速传感器对应端子间的电压,坦威斯MK Ⅱ型ABS为50~700mV。如果测量值与规定值不符,说明传感器本身损坏,或者传感头与信号盘的间隙不合适。
也可以用示波器检测信号电压的波形,对于安装在差速器上的轮速传感器,测试时应起动发动机,变速杆置于1位,使车轮转动,然后观察其波形频率是否与车轮转动的频率相当,波形是否残缺变形,从而判定传感头或信号盘是否损坏或脏污。正常轮速传感器的信号电压波形是均匀的、稳定的正弦电压波(见图3-19)。
在检测ABS时,需要观察4个车轮的轮速信号。一般来说,未施加制动时,4个车轮的轮速应基本一致(除非行驶在不同附着系数的路面上);在施加制动但ABS尚未起作用时,4个车轮的轮速会出现不一致;一且ABS功能起作用,4个车轮的转速将趋于一致,否则表示制动系统或电控系统可能存在故障。
对于前轮驱动汽车,在维修半轴部件时,应当确保轮速信号发生盘的齿数和直径与原来样,否则安装后,ABS报警灯会点亮,故障码提示轮速错误,但是观察数据流又有轮速信号,此时应注意检查各个轮速信号的频率或电压。
(4)用舌头检测轮速传感器的性能由于人的舌头对外界刺激的感觉比人体其他器官更灵敏,在缺乏检测仪器的情况下,可以用舌头来判断轮速传感器的性能。其方法是:从轮速传感器上引出2根导线(一根是12V电源线,另外一根是信号线),放在舌头的不同位置上,用嘴巴衔住,然后转动车轮,在舌头上一般会有麻木的感觉。加快车轮的转速,如果舌头上的麻木感觉相应地变得更强烈,说明该轮速传感器工作基本正常。此时就不必再检查轮
速传感器,而应当对从ABS控制单元到轮速传感器之间的线路等进行检测。
(5)不可忽视对轮胎的检查轮速传感器的输出信号不仅与自身的性能及线路有关,而且与橡胶轮胎的状态密切相关。如果某个轮胎磨损严重、充气不足或者规格变小,则该轮胎的滚动半径会变小,致使轮速信号失常。因此,凡是维修有关制动防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、汽车侧滑控制系统(VSC)的故障,要首先对汽车的4个轮胎进行认真的检查,这是一个重要步骤。许多汽车底盘故障就是由于轮胎的实际外径不一致,导致4个轮胎的轮速信号失准引起的。检查内容包括:同一辆汽车、同一车轴上安装的橡胶轮胎的型号、规格、花纹、层级、帘线材料以及磨损程度等是否完全相同;充气气压是否过高或过低。总之,要保证橡胶轮胎的滚动半径一致,否则会对轮速传感器的信号产生不良影响(见图3-20)。
4.轮速传感器的维修要领：
(1)安装务必牢固：有一辆轿车,ABS指示灯偶尔报警。连接“修车王”故障诊断仪进行检测,没有故障码输出。在拆检两只后轮轮速传感器时,发现左后轮轮速传感器的支架偏移,使轮速传感器与信号盘发生摩擦,因此造成ABS指示灯偶尔报警。将轮速传感器的支架校正,并重新拧紧后,故障排除。
由于轮速传感器的信号盘随着车轮一起高速旋转,因此一定要安装牢固,才能防止汽车行驶过程中的振动干扰或影响轮速传感器信号的形成,并实现轮速信号准确无误地输出。
(2)注意安装方向：一辆2003款本田飞度轿车,因交通事故到某修理厂维修后,出现ABS指示灯常亮的故障。经过反复检查,判明是左前轮轮速传感器装反了。该传感器的核心部分是夹在车轮轴承密封圈中的磁圈,这种磁圈进行了专门的磁化处理,采用塑封压制而成,类似于轴承油封,安装在前轮轴承的一个侧面上,与车轮一同旋转。它起两个作用,一是作为脉冲信号发生盘使用,给ABS电控单元提供轮速信号,二是起密封轴承的作用。这种传感器比传统的轮速传感器体积小。由于前轮轴承装反了,使有脉冲信号发生盘的一面装
到了内侧,导致传感头无法感知车轮转速的变化,使轮速传感器无法正常工作,所以ABS指示灯点亮。
(3)更换制动器总成时要注意对轮速传感器的影响一辆凌志( LEXUS)LS400轿车，更换右前轮制动器后,ABS指示灯不熄灭。在干燥水泥路面上进行制动试验,4个车轮抱死,制动拖印整齐,但是ABS指示灯总是亮着。读取故障码为“31”,内容是:右前轮轮速传感器信号出错。经过检测,右前轮轮速传感器的线路正常,但是发现换上去的右前轮制动器总成是老式的,不带轮速传感器的信号发生盘,传感头无法识别车轮转速,等于拆除了ABS系统。换上新式制动器总成,再试验,ABS指示灯熄灭了。其原因是新式的制动盘带有信号发生盘,两者的外观没有太大的差别,但是不能通用。若马虎代用,在新车型上安装了老式的制动盘,等于拆除了ABS系统,ABS指示灯将不熄灭。
(4)经常保持传感器清洁由于磁场的原因,轮速传感器的传感头(见图3-21)或信号发生盘上容易被尘土和制动器的磨屑所污染。如果信号发生盘上粘有铁屑,当切割磁力线时,会产生磁场短路,使轮速脉冲信号失真,所以要经常予以清除。为了避免灰尘及路面飞溅的泥水等污物影响传感器的正常工作,在安装前可以在轮速传感器上涂覆防锈油。
辆帕萨特轿车,采用手自一体式变速器,已经行驶14.5万km,出现起步时车身抖动严重,发动机容易熄火的故障。该车原地加速性能良好,制动正常。根据故障现象,估计是制动拖滞或锁止离合器工作失常造成的。连接V.A.G1552故障诊断仪进行检测,发动机、自动变速器、ABS都没有故障码存储。将轿车举
起,检查4个车轮,似乎没有发卡现象。检查4个轮速传感器的电阻,都在正常范围内。读取数据流,表明锁止离合器工作正常,但是在03-08-001组数据中,发现右前轮转速信号总是从0km/h一下子跳到20km/h以上,20km/h以下没有显示。拆下右前轮轮速传感器,发现其头部有许多脏物。将脏物清除后试车,故障现象消失。由于该车的ABS带有电子差速锁(EDL）功能,而EDL功能是通过ABS来实现的,其故障也是通过ABS指示灯来反映的。由于该车在起步时右前轮轮速传感器反映的车速为0km/h,所以ABS控制单元认为左前轮在打滑,于是对左前轮进行制动,因而发生起步时车身抖动严重的现象。
(5)使用非磁性塞尺检查、调整轮速传感器信号盘与传感头之间的气隙时,要使用非磁性塞尺,如铜质或塑料塞尺,也可以使用纸片。
