一款集成EPB線束的ABS輪速傳感器設(shè)計(jì)與研究

尹 兵（一汽轎車股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

一款集成EPB線束的ABS輪速傳感器設(shè)計(jì)與研究

尹 兵（一汽轎車股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

研究集成EPB制動(dòng)卡鉗電機(jī)線束的主動(dòng)式ABS輪速傳感器在新車型防抱死系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)上的典型應(yīng)用。分析該輪速傳感器的基本設(shè)計(jì)方法、組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所輸出的輪速方向信號(hào)的特點(diǎn)。

ABS輪速傳感器；EPB卡鉗電機(jī)；輪速方向

集成EPB線束的ABS輪速傳感器主要應(yīng)用在部分中高級(jí)轎車中。這些中高級(jí)轎車往往同時(shí)具備了當(dāng)前先進(jìn)的如電子駐車制動(dòng)EPB、防抱死ABS、電子穩(wěn)定程序ESP、自適應(yīng)巡航ACC、自動(dòng)保持AUTOHOLD功能。受限于轎車車身和底盤(pán)結(jié)構(gòu)的空間限制，要求EPB卡鉗電機(jī)線束需要和ABS輪速傳感器自身線束集成在一起。并且輪速傳感器必須可以輸出帶方向的輪速信號(hào)，以幫助ACC和AUTOHOLD系統(tǒng)判斷車輪的正反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，集成EPB線束的ABS輪速傳感器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)難度大、制造工藝復(fù)雜。

1 基本結(jié)構(gòu)

集成EPB線束的ABS輪速傳感器的基本結(jié)構(gòu)包括傳感器探頭、集成EPB線束的四芯線（分別對(duì)應(yīng)傳感器工作電壓、傳感器信號(hào)、EPB卡鉗電機(jī)+、EPB卡鉗電機(jī)-）、過(guò)孔膠套（線束從車外進(jìn)入車內(nèi)）、固定卡扣、保護(hù)套管、金屬支架、四芯插接件（與車身線束插接件對(duì)接）、兩芯插接件（與EPB制動(dòng)卡鉗電機(jī)插接件對(duì)接）等。如圖1所示。

集成EPB線束四芯線根據(jù)車型EPB卡鉗電機(jī)的電流需要，一般可以選用規(guī)格為2×0.35 mm2（輪速信號(hào)）+2×2.5 mm2（卡鉗電機(jī)電流）的線束；考慮到周邊，按照環(huán)境溫度，選用耐溫125 ℃的線束；額定電壓30 V規(guī)格。

圖1 集成EPB線束的ABS輪速傳感器基本結(jié)構(gòu)

集成EPB四芯線的走向布置設(shè)計(jì)，需要依據(jù)底盤(pán)輪轂軸承和EPB制動(dòng)卡鉗電機(jī)的位置及車身過(guò)孔的位置精心設(shè)計(jì)，同時(shí)做好配套支架設(shè)計(jì)。如圖2所示。

圖2 集成EPB四芯線的走向布置設(shè)計(jì)

2 集成EPB線束的ABS輪速傳感器工作原理

2.1 EPB集成線束

EBP集成線束包括EPB線束分支和ABS輪速傳感器線束分支。

EPB線束分支傳遞EPB控制單元發(fā)出的控制制動(dòng)卡鉗電機(jī)的電流。該線束分支內(nèi)部芯線的橫截面積必須滿足卡鉗電機(jī)的電流要求。該線束必須耐彎折、耐溫度變化、耐大電流沖擊。

ABS輪速傳感器線束分支傳遞ABS控制單元發(fā)出的工作電壓，并將感應(yīng)的輪速信號(hào)傳遞至ABS控制單元用于計(jì)算。

2.2 ABS輪速傳感器

ABS/ESP控制單元通過(guò)車身線束向傳感器探頭提供工作電壓，系主動(dòng)式。該探頭安裝在車輪輪轂軸承支架上，具備體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。通過(guò)設(shè)計(jì)探頭的外在機(jī)械結(jié)構(gòu)和調(diào)整探頭內(nèi)部感應(yīng)芯片（霍爾式或磁阻式）的擺放位置，可以對(duì)應(yīng)齒圈軸承結(jié)構(gòu)或者磁性環(huán)式輪轂軸承結(jié)構(gòu)（圖3）。由于為主動(dòng)式輪速傳感器，所以即使輪速幾乎等于0時(shí)，傳感器依然可以準(zhǔn)確測(cè)量輪速信號(hào)。

圖3 輪速傳感器探頭與輪轂軸承磁性環(huán)相對(duì)位置

1）主動(dòng)式且不輸出輪速方向 輪速傳感器輸出信號(hào)與車輪（輪轂軸承）的轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系，輸出信號(hào)為電流信號(hào)，流經(jīng)車身線束后，通過(guò)ABS/ESP控制單元內(nèi)部電阻來(lái)搭鐵，構(gòu)成回路?；魻柺胶痛抛枋捷喫賯鞲衅鬏敵龅碾娏餍盘?hào)特征值相同，均為低電流7 mA、高電流14 mA交替變化的方波。方波信號(hào)范圍如下：低信號(hào)ILOW為5.9～8.4 mA；高信號(hào)IHigh為11.8～16.8 mA；信號(hào)比IHigh/ILOW≥1.9；占空因數(shù)：0.3≤t1/T≤0.7。

2）主動(dòng)式且輸出輪速方向 能夠輸出輪速方向的主動(dòng)式輪速傳感器可以輸出低電流7 mA、中電流14 mA和高電流28 mA 3種電流。低電流和高電流描述輪速脈沖信號(hào)，每通過(guò)一對(duì)NS磁極，產(chǎn)生一個(gè)低電流和高電流信號(hào)。該電流流經(jīng)內(nèi)置ABS控制單元的搭鐵電阻形成低電壓和高電壓，ABS控制單元通過(guò)讀取低電壓和高電壓波形，計(jì)算車輪的輪速。而中電流14 mA則為數(shù)據(jù)協(xié)議，代表當(dāng)前輪速傳感器的各種狀態(tài)，如圖4所示。

圖4 帶輪速方向的輪速信號(hào)數(shù)據(jù)協(xié)議

圖4中共有9個(gè)數(shù)據(jù)位，每個(gè)數(shù)據(jù)位均使用波形的上升沿與下降沿來(lái)表示對(duì)應(yīng)的0或1，通過(guò)0和1表示當(dāng)前輪速傳感器的狀態(tài)。如數(shù)據(jù)位4即表示車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向。數(shù)據(jù)協(xié)議附加功能見(jiàn)表1。

表1 附加功能的分配

3 總結(jié)

隨著人們生活水平的提高，轎車產(chǎn)品日益豐富，ABS控制系統(tǒng)（包括車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP）已經(jīng)普及。特別是現(xiàn)在中高級(jí)轎車的自適應(yīng)巡航ACC/自動(dòng)保持AUTO HOLD以及電子駐車制動(dòng)EPB功能，均需要輪速傳感器既能夠輸出穩(wěn)定的輪速和正確的輪速方向以區(qū)分車輪正反轉(zhuǎn)，同時(shí)又可以傳遞EPB制動(dòng)卡鉗電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流。所以，集成EPB線束的ABS輪速傳感器應(yīng)用將會(huì)隨著轎車檔次提高和配置的不斷增加而越來(lái)越普及！

[1]何細(xì)鵬.汽車ABS系統(tǒng)中的主動(dòng)式輪速傳感器解析[J］.汽車實(shí)用技術(shù)，2016（4）：144-145.

[2]劉靈歌，李想，郭姍姍.汽車ABS輪速傳感器原理及檢修[J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（7）：75-79.

[3]李欣玉，粱品.輪速傳感器概述及可靠性測(cè)試方法研究[J］.汽車電器，2016（8）：55-57.

（編輯 楊 景）

Study on ABS Wheel Speed Sensor with EPB Harness

YIN Bing
(First Automobile Workshop Co.，Ltd.，Changchun 130000，China)

This article briefly describes active ABS wheel speed sensor with EPB motor harness technology and its typical application in ABS/ESP/ACC system； also analyses the basic design principle structure and direction signal characteristics of this active wheel speed sensor.

ABS wheel speed sensor； EPB motor； wheel direction

U463.6

A

1003-8639（2017）03-0038-02

2016-10-19

尹兵(1979-)，男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，碩士，從事轎車傳感器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究工作。