Cảm biến tốc độ bánh xe ô tô – Cấu tạo , nguyên lý và kiểm tra
Trong hệ thống vận hành của xe hơi hiện đại, cảm biến tốc độ bánh xe ô tô đóng vai trò là "mắt thần" giúp các hệ thống an toàn điện tử kiểm soát chính xác tốc độ quay của từng bánh xe. Việc hiểu rõ cấu tạo và nắm vững kỹ thuật chẩn đoán bộ phận này là yêu cầu bắt buộc đối với mọi kỹ thuật viên chuyên nghiệp để đảm bảo an toàn tối đa cho hành khách.
Cảm biến tốc độ bánh xe ô tô là gì ?
Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensor – WSS) là một thiết bị điện tử quan trọng được sử dụng trên ô tô và xe máy hiện đại. Nhiệm vụ chính của cảm biến là đo tốc độ quay của từng bánh xe, sau đó truyền tín hiệu về bộ điều khiển điện tử trung tâm (ECU) để phục vụ cho các hệ thống an toàn và điều khiển trên xe.
Cảm biến này là thành phần không thể thiếu trong các hệ thống như ABS (chống bó cứng phanh), EBD (phân phối lực phanh điện tử), TCS (kiểm soát lực kéo) và ESP/ESC (cân bằng điện tử) .
Cảm biến tốc độ bánh xe
Cảm biến tốc độ bánh xe thuộc hệ thống nào
- Thuộc hệ thống phanh chống bó cứng ABS
Hệ thống ABS (Anti-lock Braking System) là hệ thống đầu tiên và quan trọng nhất sử dụng cảm biến tốc độ bánh xe.
Trong hệ thống ABS:
- Mỗi bánh xe được trang bị một cảm biến tốc độ
- Cảm biến liên tục đo tốc độ quay của bánh xe
- Tín hiệu được gửi về ECU ABS
- ECU so sánh tốc độ giữa các bánh xe để phát hiện hiện tượng bánh xe sắp bị bó cứng khi phanh
- Khi phát hiện nguy cơ bó cứng, ABS điều chỉnh áp suất dầu phanh để bánh xe tiếp tục quay
-> Không có cảm biến tốc độ bánh xe thì hệ thống ABS không thể hoạt động.
- Thuộc hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD
Ngoài ABS, cảm biến tốc độ bánh xe còn thuộc và phục vụ cho hệ thống EBD (Electronic Brakeforce Distribution).
Trong hệ thống EBD:
- Cảm biến cung cấp dữ liệu tốc độ từng bánh
- ECU phân tích tải trọng và độ bám của bánh xe
- Phân phối lực phanh hợp lý giữa bánh trước và bánh sau
-> Nhờ cảm biến tốc độ bánh xe, EBD giúp xe phanh ổn định hơn, đặc biệt khi xe chở nặng hoặc phanh trên đường trơn.
- Thuộc hệ thống kiểm soát lực kéo TCS
Hệ thống TCS (Traction Control System) cũng sử dụng cảm biến tốc độ bánh xe như một thành phần quan trọng.
Chức năng trong TCS:
- So sánh tốc độ quay giữa các bánh
- Phát hiện hiện tượng bánh xe quay trơn khi tăng tốc
- ECU can thiệp bằng cách:
- Giảm công suất động cơ
- Hoặc phanh bánh xe bị trượt
-> Cảm biến tốc độ bánh xe giúp xe không bị trượt bánh khi tăng ga, đặc biệt trên đường trơn hoặc cát, bùn.
- Thuộc hệ thống cân bằng điện tử ESP/ESC
ESP/ESC (Electronic Stability Program / Electronic Stability Control) là hệ thống an toàn nâng cao, cũng phụ thuộc rất lớn vào cảm biến tốc độ bánh xe.
Trong hệ thống ESP:
- Cảm biến tốc độ bánh xe kết hợp với:
- Cảm biến góc lái
- Cảm biến gia tốc ngang
- Cảm biến yaw (xoay thân xe)
- ECU xác định tình trạng mất ổn định của xe
- Can thiệp phanh từng bánh riêng lẻ để giữ xe đi đúng hướng
-> Cảm biến tốc độ bánh xe là nguồn dữ liệu đầu vào cơ bản cho ESP.
- Thuộc hệ thống hỗ trợ lái và an toàn chủ động (ADAS)
Trên các xe hiện đại, cảm biến tốc độ bánh xe còn thuộc về:
- Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC)
- Hệ thống phanh khẩn cấp tự động (AEB)
- Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng (ACC)
Trong các hệ thống này:
- Tốc độ bánh xe giúp ECU xác định trạng thái chuyển động thực tế của xe
- Hỗ trợ điều khiển phanh và động cơ chính xác hơn
Vị trí lặp đặt của hệ thống cảm biến tốc độ bánh xe
- Vị trí lắp đặt chung
Hệ thống cảm biến tốc độ bánh xe được lắp đặt trực tiếp tại từng bánh xe của phương tiện. Thông thường, mỗi bánh xe có một cảm biến riêng, nhằm đo chính xác tốc độ quay của bánh đó. Cảm biến được bố trí gần moay-ơ bánh xe hoặc trục bánh xe, tại vị trí đối diện với vành răng cảm biến (tone ring hoặc reluctor ring).
Vành răng cảm biến là một chi tiết kim loại có nhiều răng đều nhau, quay đồng bộ với bánh xe. Khi bánh xe quay, vành răng này tạo ra tín hiệu để cảm biến thu nhận và chuyển đổi thành tín hiệu điện gửi về ECU.
- Vị trí lắp đặt trên bánh xe trước
Đối với bánh xe trước, cảm biến tốc độ thường được:
- Gắn trên cụm moay-ơ bánh trước
- Hoặc lắp trên cụm trụ đứng (knuckle)
Do bánh trước đảm nhiệm cả chức năng lái và phanh, nên cảm biến ở vị trí này cần được cố định chắc chắn, đồng thời đảm bảo khoảng cách chính xác với vành răng cảm biến để tín hiệu đo được ổn định và chính xác.
- Vị trí lắp đặt trên bánh xe sau
Đối với bánh xe sau, cảm biến tốc độ thường:
- Được lắp trên cụm moay-ơ bánh sau
- Hoặc gắn gần trục bánh xe sau
Trên các xe dẫn động cầu sau hoặc xe tải, cảm biến có thể được lắp trực tiếp trên trục vi sai để đo tốc độ chung của cầu sau, tuy nhiên trên xe du lịch hiện đại, mỗi bánh sau vẫn thường có một cảm biến riêng biệt.
Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe
Cảm biến tốc độ bánh xe ABS được cấu tạo từ một nam châm vĩnh cửu đặt bên trong cuộn dây và một vòng răng tín hiệu gắn trên moay-ơ hoặc trục dẫn động. Khi bánh xe quay, vòng răng tín hiệu quét qua đầu cảm biến, tạo ra sự biến thiên liên tục của từ trường đi qua cuộn dây.
Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe
Nguyên lí hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe
Cảm biến tốc độ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Cấu tạo cảm biến này bao gồm nam châm và bánh răng kim loại. Bánh răng kim loại sẽ chuyển động theo bánh xe.
Khi bánh xe quay sẽ làm bánh răng quay theo, tạo nên một dòng điện xoay chiều. Tín hiệu điện được đọc qua số lượng các xung dựa trên thời gian, từ đó chuyển thành vận độ.
Vị trí lắp đặt sẽ phụ thuộc vào từng dòng xe và đời xe. Cụ thể:
- Đối với những mẫu xe đời cũ sử dụng dây cáp xoắn truyền động từ hộp số lên đồng hồ taplo, cảm biến tốc độ bánh xe là loại quang hoặc công tắc lưỡi gà, được lắp đặt ngay đồng hồ kim báo KM.
- Đối với những xe được trang bị cảm biến tốc độ loại MRE thì được đặt tại đầu ra của hộp số và dẫn động bởi bánh răng của trục thứ cấp.
- Một số dòng xe tích hợp cùng cảm biến tốc độ đầu ra của hộp số.
- Đối với các dòng xe đời mới sử dụng tín hiệu từ 4 cảm biến tốc độ trên bánh xe gửi về hệ thống điều khiển ABS, sẽ tính toán đưa ra tín hiệu tốc độ xe và gửi về đồng hồ taplo, cũng như đến các ECU khác thông qua mạng giao tiếp CAN.
Share on facebook
