第二节 车轮转速传感器
车轮转速传感器用于测量汽车车轮的转速，转速信号借助于电缆传送给汽车上的ABS、ASR、ESP等控制单元，调节每个车轮的制动力，保证汽车行驶稳定性和操纵性。另外，智能网联汽车的导航系统、车道偏离报警系统、车道保持辅助系统、自适应巡航控制系统等，也需要将采集到的车轮转速信号根据预设的车速计算公式换算成车速信号发送到CAN总线，通过CAN总线获取车速信号。车速信号的准确与否直接关系到智能网联汽车行驶的安全性及可靠性。
车轮转速传感器类型主要有电磁式转速传感器和霍尔式转速传感器。
一、电磁式转速传感器
电磁式转速传感器组成如图2-1所示，主要结构是齿圈和由永磁体、感应线圈、极轴组成的传感头，其中极轴头部结构有凿式和柱式两种。它是属于无源传感器。
图2-1 电磁式转速传感器的组成
齿圈是运动的，一般安装在随车轮一起转动的部件上；传感头是静止的，安装在车轮附近，一般前轮传感头固定在车轮转向架上，后轮传感头固定在后车轴支架上，如图2-2所示。
图2-2 电磁式转速传感器在车轮上安装的位置
车轮的旋转引起传感头和齿圈的齿顶与齿隙间距不同，引起磁通量的交替变化，从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。感应电动势的频率为
f=Zn/60 （2-1）
式中，f为感应电动势的频率；Z为齿圈齿数；n为齿圈转速，即车轮转速。
电磁式转速传感器优点是结构简单、成本低。
电磁式转速传感器具有以下缺点。
①输出信号的幅值随转速的变化而变化，当转速比较低时，电控单元可能检测不到信号。
②频率响应低，当汽车速度超过规定值时，容易产生错误信号。
③抗电磁波干扰能力差，输出信号弱时比较明显。
目前，国内外ABS的控制速度范围一般为15～160km/h，如果要求控制速度范围扩大到8～260km/h乃至更大，则电磁式转速传感器很难适应。
二、霍尔式转速传感器
霍尔式转速传感器也是由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成，永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿圈，如图2-3所示。它属于有源传感器。
图2-3 霍尔式转速传感器的磁路
当齿圈位于图2-3（a）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿圈位于图2-3（b）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿圈转动时，传感头在齿圈齿顶和齿隙之间交替变化，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个毫伏级的准正弦波电压，此信号还需由电子电路转换成控制单元要求的信号输入使用。
霍尔式转速传感器可以把永磁体、霍尔元件和电子电路等用塑料密装，体积小，质量轻，为选择安装位置提供了极大地灵活性。图2-4所示为霍尔式转速传感器安装在车轮轴承上。
图2-4 霍尔式转速传感器安装在车轮轴承上
霍尔式转速传感器具有以下优点。
①输出电压信号稳定，在车轮转速范围内和蓄电池标准电压下，传感器输出电压能稳定在11.5～12V不变，输出电压幅值不受转速的影响。
②频率响应高，其响应频率高达20kHz，相当于车速为1000km/h时所检测的信号频率，最高响应频率能够保证汽车高速运行时的测量精度。
③抗电磁波干扰能力强。
霍尔式转速传感器与电磁式转速传感器相比，制造成本高。
霍尔式转速传感器不仅广泛应用于ABS轮速检测，也广泛应用于其控制系统的转速检测。