Cấu tạo và phân loại của cảm biến tốc độ xe – Vehicle Speed Sensor

Sự ra đời của cảm biến tốc độ giúp việc điều khiển ô tô trở nên thuận tiện và an toàn hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng lâu dài và không được bảo dưỡng thường xuyên dễ khiến bộ phận này gặp trục trặc.

Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến tốc độ xe

Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe đang chạy. Nó phát ra một tín hiệu xung gửi lên đồng hồ taplo để báo cho người tài xế nhận biết được tốc độ thực tế xe đang chạy và đo số Km xe đã chạy.

Ngoài ra các ECU điều khiển còn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để thực hiện điều khiển các chức năng khác nhau, ví dụ:

• ECU điều khiển động cơ sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển hệ thống ISC, và điều khiển tỷ lệ hỗn hợp không khí – nhiên liệu trong quá trình giảm tốc và tăng tốc, v.v…
• ECU điều khiển hộp số tự động sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển thời điểm chuyển số.
• ECU điều khiển trợ lực lái điện tử sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển mô tơ trợ lực theo các tốc độ khác nhau.
• ECU điện thân xe sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển lock cửa tự động khi xe chạy, điều khiển mô tơ gạt mưa nhanh chậm theo tốc độ xe…
• ECU hệ thống Nâng gầm điện tử (ECS) sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để tự động điều khiển độ cao gầm xe khi xe chạy…

Cấu tạo và phân loại cảm biến tốc độ bánh xe

Có 4 loại cảm biến tốc độ bánh xe chính đó là:

• Loại công tắc lưỡi gà
• Loại cảm biến quang
• Loại cảm biến từ
• Loại MRE (Phần tử điện trở từ)
• a. Cảm biến tốc độ xe loại công tắc lưỡi gà

Cảm biến này là loại đời cũ, vẫn sử dụng dây cáp truyền động từ hộp số lên đồng hồ taplo, cảm biến được lắp trong bảng đồng hồ loại kim. Nó bao gồm một nam châm quay bằng cáp đồng hồ tốc độ, chuyển động quay làm cho công tắc đóng và mở. Công tắc lưỡi gà đóng 4 lần khi cáp quay một vòng.

Nam châm được phân cực như trong hình vẽ bên dưới. Lực từ trường tại 4 vùng chuyển tiếp cực N và S của nam châm sẽ đóng và mở tiếp điểm của công tắc lưỡi gà khi nam châm quay.

Cảm biến tốc độ xe loại cảm biến quang học

Cảm biến này được lắp trong bảng đồng hồ. Nó bao gồm một cảm biến quang học làm từ một đèn LED, chiếu vào một transistor quang học. Một bánh xe có xẻ rãnh đặt giữa đèn LED và transitor quang học được dẫn động bằng cáp đồng hồ tốc độ.

Các rãnh trên bánh xe sẽ tạo ra xung ánh sáng khi bánh xe quay, ánh sáng do đèn LED chiếu ra được chia thành 20 xung trong mỗi vòng quay của cáp. 20 xung này chuyển thành 4 xung nhờ bộ đếm số, sau đó gửi đến ECU.

Sơ đồ mạch điện của cảm biến tốc độ loại quang

Cảm biến tốc độ xe loại điện từ

Cảm biến này được lắp trong hộp số và nhận biết tốc độ quay của hộp trục thứ cấp hộp số. Nó bao gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây và một lõi. Một roto có 4 răng được lắp trên trục thứ cấp của hộp số.

Hoạt động của cảm biến tốc độ xe loại điện từ

Khi trục thứ cấp của hộp số quay, khoảng cách giữa lõi của cuộn dây và roto tăng hay giảm bởi các răng. Số lượng đường sức từ đi qua lõi tăng hay giảm tương ứng, tạo ra một điện áp xoay chiều AC trong cuộn dây.

Do tần số của điện áp xoay chiều này tỷ lệ với tốc độ quay của roto, nó có thể được dùng để nhận biết tốc độ xe.

Sơ đồ mạch điện của cảm biến tốc độ xe loại điện từ

Sơ đồ mạch điện của cảm biến tốc độ loại điện từ

Cảm biến tốc độ bánh xe loại MRE (phần tử từ trở)

Cảm biến này được lắp trên hộp số hay hộp số phụ và được dẫn động bằng bánh răng trục thứ cấp. Nó bao gồm một HIC (mạch tích hợp) với một MRE (phần tử từ trở) và một vành từ.

Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe loại MRE

Giá trị điện trở của MRE thay đổi phụ thuộc vào hướng của đường sức từ tác dụng lên nó.

Do vậy, nếu hướng của đường sức từ thay đổi theo chuyển động quay của nam châm lắp trên vành từ sẽ dẫn đến kết quả là điện áp ra của MRE có dạng sóng xoay chiều như hình bên dưới.

Bộ so sánh trong cảm biến tốc độ xe sẽ chuyển hóa sóng xoay chiều thành tín hiệu số, tín hiệu này sau đó được biến đổi bằng transistor trước khi đưa đến bảng đồng hồ.

Tần số của sóng này phụ thuộc vào số lượng trên vành từ. Có hai loại vành từ (tùy theo xe). Một loại có 12 cực từ, loại kia có 4 cực từ. Loại 20 cực tạo ra 20 xung dạng sóng trong một vòng quay của vành từ, còn loại 4 cực tạo ra xung.

Trong loại 20 cực, tần số của tín hiệu số được chuyển từ 24 xung trong mỗi vòng quay của vành từ thành 4 xung bằng mạch chuyển đổi xung trong bảng đồng hồ, sau đó gửi tín hiệu này đến ECU động cơ.

Trong loại 4 cực, có hai loại khác nhau: một loại tín hiệu từ cảm biến tốc độ được truyền qua bảng đồng hồ trước khi đến ECU; loại kia, tín hiệu trực tiếp đến ECU động cơ mà không qua bảng đồng hồ.

Mạch đầu ra của cảm biến tốc độ xe máy khác nhau tùy theo loại xe. Kết quả là, tín hiệu phát ra cũng khác nhau: một loại phát ra điện áp, còn loại kia có điện trở thay đổi.

Mạch điện cảm biến tốc độ bánh xe loại MRE

Thông số kỹ thuật và vị trí lắp đặt của cảm biến tốc độ xe

– Là loại cảm biến tạo ra xung khi làm việc.

Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến tốc độ xe

– Đo tín hiệu xung của cảm biến phát ra khi làm việc bằng các loại đồng hồ chuyên dụng.

Vị trí lắp đặt của cảm biến tốc độ xe

– Những xe đời cũ vẫn sử dụng dây cáp xoắn truyền động từ hộp số lên đồng hồ tap lô, cảm biến tốc độ xe là loại công tắc lưỡi gà hoặc loại quang, cảm biến nằm ngay tại đồng hồ kim báo Km

– Một số xe sử dụng cảm biến tốc độ xe loại MRE đặt tại đầu ra của hộp số và được dẫn động bằng bánh răng của trục thứ cấp.

– Một số xe sử dụng tích hợp với cảm biến tốc độ đầu ra hộp số (output sensor).

– Các dòng xe đời mới hiện nay sử dụng tín hiệu từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe gửi về ECU ABS và hộp ECU ABS sẽ tính toán đưa ra tín hiệu tốc độ xe và gửi lên đồng hồ táp lô cũng như tới các ECU khác thông qua mạng giao tiếp CAN.

Chẩn đoán và các lỗi hư hỏng trên cảm biến tốc độ xe

Khi cảm biến tốc độ xe hỏng, xe sẽ có những triệu chứng

• Mất đồng hồ báo Km khi xe chạy.
• Sáng đèn CHECK ENGINE báo lỗi cảm biến tốc độ xe.
• Sáng một số đèn báo trục trặc của một số hệ thống khác trên xe có sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe. (tùy vào từng dòng xe).

Kinh nghiệm sửa chữa thực tế cảm biến tốc độ xe

– với loại cảm biến tốc độ xe máy gắn ở phần đuôi hộp số khi bị mất tín hiệu cần kiểm tra phần bánh răng nhựa truyền động (con sâu km) hay bị hư hỏng phần này.

Trường dạy nghề sửa chữa điện ô tô chúc các bạn có những kiến thức thực sự bổ ích với những bài viết phân tích kỹ lưỡng của VATC. Đối với các bạn muốn sửa chữa và nghiên cứu học sửa chữa điện ô tô chuyên sâu, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chính xác nhất về những điều bạn còn thiếu và nên học. Chúc các bạn thành công.