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变速箱输出轴上的转速传感器
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北京海博华

时间 : 2017-12-29 10:01 浏览量 : 156

在最开始,我先跟大家说说现如今的汽车技术,发展的是多么的快!技术含量是多么的高!你看现在一台二十几万的车,其金属零件的加工工艺、内饰做工、计算机控制,包括通过力矩传感器采集塔吊作业时的实时数据的复杂程度,绝对是当代人类社会的一个高科技产物。所以说在中国,很多人依旧顽固地认为汽车修理是一个脏乱差的行业,从某种程度上来讲我是不认同的!但是,相反地,修理工也要不断充实自己,让自己的维修技术水平适应当今汽车技术的飞速发展。就是作为一名汽车技师,您别不赶趟。

汽车上需要“车速信号”的电控系统

我们来看第一张图,一台20多万的车应该都具备这些功能,车上会有这些电脑(紫色)。当然了,这只是一部分,这几块电脑估计也就占了全车电脑数量的一半都不到。其实我要说的是车速信号,我们都知道车速信号是由车速传感器检测到的,有的车型是这样,有的车则是通过四个轮速传感器计算出来的。我们在这暂且以第一个为例,就是在变速箱输出轴上的海博华转速传感器,这个传感器通过导线将信号传给变速箱电脑,变速箱电脑收到以后,再结合发动机的节气门位置信号,就可以控制换挡了。但是现在人们对汽车的功能需求太多了,比如要有定速巡航,这个变速箱输出轴上的车速(传感器)信号就得传给发动机电脑,来控制节气门的开度、喷油和点火,实现定速巡航。我还要有ESP功能,就得给制动电脑传过去,电脑根据它来控制制动力。还要显示车速,就得给仪表传过去,让车速表显示,否则很容易超速。车速一上20迈,全车锁自动落下,车身电脑就是根据车速传感器信号来控制中央锁的。车速慢或者车辆停止的时候,我们通常会希望音响的音量小一点,因为我可能正在和别人交谈或者经过一个菜市场,那多媒体控制系统就会根据车速自动调节音响音量。同样的,现在大部分车型都是机械电机式转向助力系统,转向力的大小,跟车速有直接关系,车速快了,转向力矩大,车速慢了转向力矩小。就是这么个车速信号,很多控制单元,或者说控制系统都会用它,来实现车辆不同的功能。

按照上述的功能需求来制造一台汽车的话,如果每一个控制电脑都连一根导线到车速传感器,那这个车速传感器得有多少插头?那得有多少根线?这只是一个小小的车速传感器,汽车上有那么多传感器,这些传感器的信号可能都需要各个系统共享。

再举几个例子:ESP系统,其中要用到的方向盘转角传感器、加速踏板位置传感器还有制动压力传感器,就是分属不同的三个电控系统。在执行器方面,实施发动机制动的那个节气门电机、还有车轮单独制动的ABS泵电机和电磁阀,这又是分属两个不同的系统。

ESP系统要用到方向盘转角传感器、加速踏板位置传感器和制动压力传感器

还有自动泊车系统,就是倒车时候方向盘自己会转的那个。还有主动刹车、并线辅助、主动照明等等。如果都按照这种方式制造汽车的话,也就是全部用导线一根一根地连接,那这车就会变成第二张图右边那样。对于汽车研发来讲,什么线束重量长度成本咱先不管他。但是对于售后维修来讲,“转速传感器信号不良”故障码要实际判断,线束、插头增加就会导致故障率也会相应的提高,所以这种蜘蛛网是不应该存在的,BOSCH公司在1983年就发现了这个问题,那时候汽车的功能还没那么多,车上也没这么多电脑,但是BOSCH就是有预见性地解决了这个问题。

他是怎么解决的呢?就是在各个控制单元之间使用总线连接,你各个系统原来有什么传感器或执行器,还继续保持不变。但是各个电脑之间必须得用网线连接起来,我说了一个网线是吗?其实就是网线,我说的这个网线就是总线,就是让各个控制单元联网,原来蜘蛛网(第三张图左边)就会变成第三张图右边那个样子,看着要舒服多了。

各个系统原来有什么传感器或执行器还继续保持不变

接下来我要给大家缕清一下电子控制系统、总线以及网络它们之间的关系。我们看第四张图,最左边这个ABS系统,它就是一个电子控制系统,跟它连着的传感器,有四个轮速传感器,还有制动踏板开关(或位置传感器),还有其他的传感器,统称为传感器,属于输入部分。负责把各种其他的物理信号转变为电信号给控制单元,然后控制单元通过计算得出相应的控制信号,控制执行器,那么在ABS系统中就是ABS泵,和与这个泵做成一体的进液、出液电磁阀。这些电磁阀是控制四个车轮刹车分泵的油路的,这时就实现了ABS的常规制动、减压、保压和增压这几个过程。也就是说转速传感器准确控制电机转速是由负责信号输入的传感器部分、负责执行输出的执行器部分还有计算存储的计算机部分组成的。

负责信号输入的传感器部分

就像我们用的个人电脑,键盘、鼠标、麦克风、摄像头是输入部分,相当于传感器。而显示器、音响、打印机相当于输出。他们共同组成了一个电控系统。比如你家里有两台或者三台电脑,你朋友来了想打CS,得用网线给这三台电脑连起来,这个网线在汽车上就叫总线。三台电脑连在一起,就形成了一个局域网。在车上几个电控系统连起来就成了一个网络,我个人为最准确的叫法应该是车载网络系统。总线只是连接各控制单元的一种介质,就是这根网线,而最终形成整个系统的,还是局域网或者叫车载网络。

一台二十多万的车上,可能有好几套这样的网络。怎么去理解呢?我们还是把一台汽车想象成一个大网吧,这个网吧有几个区域,一个区域是专门玩游戏的,电脑硬件非常棒,运行速度快;另一个区域是看电影的,网速全是200兆光纤的;还有一个区域是办公上网聊天的,禁止吸烟并且全配的是沙发。这三个区域都能通过这个网吧的服务器控制。在车上也是一样,有一些控制系统是专门负责动力和安全的,比如发动机、变速箱、ABS、安全气囊等等这些控制系统组成一个网络,工作的可靠性第一,如果坏了,有替换的(冗余设计),并且技术成熟,不容易坏。有一些控制系统是专门负责多媒体的,比如大屏幕、音响、导航等,这些系统传输的都是视频或者音频信号,如果想看高清小电影就得传输速度快。还有一些是负责舒适的,这种系统的要求是成本低,性价比高。几个网络需求特点不同,最终也是要有一个中央的服务器,负责联络他们仨的。那这几套网络就在车上最终形成了一个车载网络。

下边我总结一下,不说网吧了,下边说的全是车。在车上,每个电控系统的电脑,也就是ECU都是联网的,负责联网的线我们叫它总线,各种数据都能在总线上传递,跟公共汽车似的。再说回来,连在总线上的电脑,如果是从总线或者是网络这个维度去叫的话,我们叫它节点。现在我们说挂在总线上的电脑是节点,也有一些汽车上的八种传感器挂在总线上,也叫节点。那么这些节点和总线连接所形成的一个网络,我们叫它车载局域网,或者叫车载网络,这个网络在一台车上可以是不同配置、速度的多套网络。

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