【正文】 果，系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)精度及動態(tài)響應(yīng)性能，檢測實用性強、準確度高,具有廣闊的應(yīng)用前景。 Control device。 Speed detection 目 錄第1章 緒 言………………………………………………………………………………………………1第二章 汽車車速檢測涉及部件的工作原理………………………………………………………………2 第一節(jié) 傳感器的工作原理……………………………………………………………………………2 第二節(jié) 汽車車速傳感器的工作原理…………………………………………………………………2第三節(jié) 控制裝置的工作原理…………………………………………………………………………6第四節(jié) ABS控制原理………………………………………………………………………………… 7第五節(jié) ECU控制原理 ……………………………………………………………………………… 10第三章 車輛限速裝置的設(shè)計…………………………………………………………………………… 13 第一節(jié) 控制裝置系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………… 13 第二節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………… 14 第三節(jié) 系統(tǒng)總體設(shè)計……………………………………………………………………………… 16第四章 車輛限速裝置的性能測試……………………………………………………………………… 18 第一節(jié) 車輛限速裝置的性能指標………………………………………………………………… 18 第二節(jié) 測試方法與結(jié)果…………………………………………………………………………… 18 第三節(jié) 干擾問題…………………………………………………………………………………… 19 第四節(jié) 汽車車速傳感器裝置的應(yīng)用……………………………………………………………… 20第五章 汽車車速傳感器裝置的應(yīng)用及發(fā)展趨勢……………………………………………………… 22結(jié)束語………………………………………………………………………………………………………23謝辭…………………………………………………………………………………………………………24參考文獻……………………………………………………………………………………………………2527 / 36第一章 緒 言隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，電子技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用，汽車電子化程度不斷提高，通常的機械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關(guān)的問題，而被電子控制系統(tǒng)代替，成為現(xiàn)代汽車發(fā)展的大趨勢。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車的技術(shù)性能的發(fā)揮。并根據(jù)外界條件，如溫度，風(fēng)速等進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，已達到最佳的運行效果。從各項數(shù)據(jù)上顯示，汽車保有量迅速增加，車輛安全性已成為人們最關(guān)心的問題。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，車輛電子化的程度越來越高，車輛傳感器成為汽車電子控制系統(tǒng)的重要組成部件，也是車輛電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心技術(shù)之一。這些傳感器必須要經(jīng)受40℃～150℃的溫度變化，而且要求精度高、可靠性好、反應(yīng)快、抗干擾和抗振動能力強，才能準確地實時檢測車輛運行的有關(guān)狀態(tài)，速度傳感器是列車安全行駛的重要設(shè)備，它能否穩(wěn)定工作，將直接影響到車輛的正常運行。在現(xiàn)代汽車電子控制中，傳感器廣泛用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中，傳感器的使用數(shù)量和技術(shù)水平?jīng)Q定了現(xiàn)代車輛控制系統(tǒng)的性能，為汽車性能的改善提供了有力保障。普通汽車上大約裝有1020只傳感器，高級豪華轎車則更多?，F(xiàn)代社會對車輛性能的要求越來越高，促使汽車傳感器技術(shù)不斷發(fā)展，今后汽車傳感器的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)微型化、智能化和多功能化，開發(fā)新材料、新工藝和新型傳感器。車速傳感器的輸出信號可以是磁電式交流信號，也可以是霍爾式數(shù)字信號或者是光電式數(shù)字信號，車速傳感器通常安裝在驅(qū)動橋殼或變速器殼內(nèi)，車速傳感器信號線通常裝在屏蔽的外套內(nèi)，這是為了消除有高壓電火線及車載電話或其他電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁及射頻干擾，用于保證電子通訊不產(chǎn)生中斷，防止造成駕駛性能變差或其他問題，在汽車上磁電式及光電式傳感器是應(yīng)用最多的兩種車速傳感器，在歐洲、北美和亞洲的各種汽車上比較廣泛采用磁電式傳感器來進行車速(VSS)、曲軸轉(zhuǎn)角(CKP)和凸輪軸轉(zhuǎn)角(CMP)的控制，同時還可以用它來感受其它轉(zhuǎn)動部位的速度和位置信號等，例如壓縮機離合器等。車輛限速器分為兩種：一種是在車輛超速時發(fā)出語音警報，提醒駕駛者減速；另一種限速器是在車輛超過限定速度后，通過車載電腦發(fā)出指令，強制降低車輛行駛速度。通過對遙控限速進行編碼，使每一組編碼對應(yīng)一種車速限制，并利用設(shè)置在路碼表與之刻度同步上的光電傳感器進而控制執(zhí)行繼電器切斷和接續(xù)汽車起動、點火和熄火回路，從而達到控制車速的目的。車輛智能限速器由汽車傳感器、微電腦速度控制儀和智能機械手組成。由于它的科學(xué)控速原理，車輛限速時呈自然、平穩(wěn)狀態(tài)，不易被站立的乘客察覺。電子限速器可以實時監(jiān)測車輛的速度，當車速達到一定值的時候，它就會控制供油系統(tǒng)和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，這時即使踏下油門踏板，供油系統(tǒng)也不會供油。流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時，在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體的兩個端面之間出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢差稱為霍爾電勢差（霍爾電壓）?；魻栃?yīng)傳感器如圖21所示，磁場中有一個霍爾半導(dǎo)體片恒定電流I從A到B通過該片?；魻栯妷弘S磁場強度的變化而變化磁場越強電壓越高磁場越弱電壓越低。若使霍爾集成電路起傳感作用需要用機械的方法來改變磁場強度。這樣霍爾集成電路的輸出電壓的變化就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一位置利用這一工作原理可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。 圖21 霍爾效應(yīng)傳感器 1霍爾半導(dǎo)體元件 2永久磁鐵 3擋隔磁力線的葉片 霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要，如果對位于磁場(B)中的導(dǎo)體(d)施加一個電壓(V)，該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向，那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產(chǎn)生另一個電壓(UH)，人們將這個電壓叫做霍爾電壓，產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。當有磁場時, 大家可能會被推到靠路的右邊行走。這個就叫“霍爾效應(yīng)”，霍爾效應(yīng)原理如圖22所示?；魻杺鞲衅饔蓚鞲蓄^和齒心組成，其傳感頭由永磁體、霍爾元件和電子電路等組成。由霍爾原理可知，霍爾傳感器的輸出電壓與被測物體的運動速度無關(guān)，因此它的高、低、速特性都很好，若用其測量物體的轉(zhuǎn)速，其下限速度可以接近于0，上限速度從理論上講可以不受限制，即它可以滿足工程中各種運行速度的測量。正因為如此，車輛上的車速傳感器大都采用霍爾式傳感器。齒輪轉(zhuǎn)動過程中，使得通過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，從而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一準正弦波電壓，此信號由電子電路轉(zhuǎn)換成表中的脈沖電壓。這兩個線圈接線柱是傳感器輸出的端子，當由鐵質(zhì)制成的環(huán)狀翼輪(有時稱為磁組輪)轉(zhuǎn)動經(jīng)過傳感器時，線圈里將產(chǎn)生交流電壓信號。輸出信號的振幅(峰對峰電壓)與磁組輪的轉(zhuǎn)速成正比(車速)，信號的頻率大小表現(xiàn)于磁組輪的轉(zhuǎn)速大小。這會引起輸出信號頻率的改變，而在齒減少時輸出信號幅度也會改變，發(fā)動機控制電腦或點火模塊正是靠這個同步脈沖信號來確定觸發(fā)電火時間或燃油噴射時刻的。波形結(jié)果車輪轉(zhuǎn)動后，波形信號在示波器顯示中心處的零伏平線上開始上下跳動，并隨著車速的提高跳動越來越高。通常，波形在零伏線上下的跳變是非常對稱的，車速傳感器的信號的振幅隨車速增加。確定振幅、頻率和形狀等關(guān)鍵的尺度是正確的、可重復(fù)的、有規(guī)則的、可預(yù)測的。 不同型式的傳感器，其波形的峰值電壓和形狀有輕微的差異，另外由于傳感器內(nèi)部是一個線圈，所以故障是與溫度有關(guān)的，在大多數(shù)情況下波形會變得短很多，變形也很大，同時還可能設(shè)定故障碼(DTC)，故障在示波器上顯示的搖動線束，這可以更進一步確定磁電式傳感器是造成故障的根本原因，車速傳感器信號輸出最常見的故障是根本不產(chǎn)生信號，但如果駕駛汽車時波形是齊直的直線，那么應(yīng)該先檢查示波器和傳感器的連線，確定電路有沒有對地搭鐵，確認零部件能否轉(zhuǎn)動(塑料齒輪有沒有咬死等)確認傳感器氣隙是否正常，然后再斷定傳感器。當傳感元件以加速度a運動時，質(zhì)量塊受到一個與加速度方向相反的慣性力作用，發(fā)生與加速度成正比a的形變，使懸臂梁也隨之產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。根據(jù)硅的壓阻效應(yīng)，擴散電阻的阻值發(fā)生與應(yīng)變成正比的變化，將這個電阻作為電橋的一個橋臂，通過測量電橋輸出電壓的變化可以完成對加速度的測量加速度傳感器是由加速度敏感頭、高精度電橋放大器、溫度補償電路、輸出飽和控制及輸入輸出接口構(gòu)成。 圖23 加速度傳感器原理圖智能加速度傳感器的工作原理是：敏感元件將測點的加速度信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，進入前置放大電路，經(jīng)過信號調(diào)理電路改善信號的信噪比，再進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，最后送人計算機，計算機再進行數(shù)據(jù)存儲和顯示。其輸出信號可直接送入記錄儀器?？刂蒲b置其主要組成如圖24所示。就其結(jié)構(gòu)而言，電控系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制組件ECU、執(zhí)行器三個部分組成。如果是前輪（轉(zhuǎn)向輪）制動到抱死滑移而后輪還在滾動，汽車將失去轉(zhuǎn)向能力（跑偏）。這些都極易造成嚴重交通事故。因此由實驗得知，汽車車輪的滑移率s在15%—20%時，輪胎與路面間有最大的縱向附著系數(shù)φz，而側(cè)向附著系數(shù)也較大。 圖25 有ABS與無ABS的區(qū)別ABS系統(tǒng)是一種能防止車輪被抱死而導(dǎo)致車身失去控制的安全裝置，全稱防抱死剎車系統(tǒng)。這樣既能保持足夠的制動力，又能防止車輪抱死后車輛失去控制。 ABS系統(tǒng)是改善汽車主動安全性的重要裝置，通過調(diào)節(jié)制動力，使汽車獲得良好的制動效能并保持較高方向操縱穩(wěn)定性。ABS最重要的功能并不是為了縮短制動距離，而是為了能夠盡量保持制動時汽車的方向穩(wěn)定性。ABS工作時就相當于以很高的頻率進行點剎。制動總泵不斷調(diào)整制動壓力，從而對制動踏板產(chǎn)生連續(xù)的反饋力。 ABS是改善車輛主動安