目前,汽车上使用最多的轮速传感器是霍尔式的,其优点是精度高、可以识别轮胎旋转方向,且信号多为数字方波信号。另外,也有一些是电流型霍尔传感器。图11为霍尔式轮速传感器的信号发生原理及信号波形。
具体是哪一种轮速传感器,可查阅各车型的维修手册。需要强调的是:轮速信号是现代汽车控制系统的重要参数,不仅仅是车身稳定控制系统需要轮速信息,其他控制系统也需要轮速信号的支持。
(2)转角传感器
方向盘转向角代表的是驾驶员的转向意图。很多车型的转角信号是来自方向盘下侧的转向角传感器(图12所示)。从工作原理来看,转角传感器分为滑动电阻型、光电型、电磁感应型、霍尔型等。限于篇幅,各种类型转角传感器的工作原理在此就不一一赘述。但是,需要特别强调的是:有些车厂为了降低配件成本,避免不必要的重复配件安装,一些车型取消了安装在方向盘下侧转向轴上的转向角传感器,采集的是来自电动助力转向系统的转角信号。
另外,一些高端车型带有主动转向系统,车辆的实际转向角不仅仅是由方向盘转角所决定的,而是需要叠加一个主动转向修正角。
(3)惯性传感器
一般常规车辆上的惯性传感器包含三个信号:左右横向加速度G、前后纵向加速度G以及测量车辆旋转角速度的偏航速度。早期的惯性传感器是由加速度计和角速度计两个部件组成,近些年由于电子技术的不断进步,几乎所有的惯性信号都集成在一个传感器模块中,甚至有些车辆的惯性传感器中还集成了垂直加速度G信号。如笔者所熟知的BMW车型,目前大部分的惯性型号都来自底盘集成模块ICM内部,其传感器检测的信号如图13所示。
绝大部分车型的惯性传感器都安装在车辆的重心位置,也就是中央仪表台的下侧,但也有极个别车型(主要是日系)却惯性传感器集成到了车身稳定控制模块中,而这个稳定系统的模块却安装在发动机舱的侧面。惯性传感器不放在车辆重心位置,系统将如何准确检测车辆重心偏转角度?对于这个疑问,笔者曾咨询过该车型厂商的工程师,得到的答复是:系统会根据传感器的位置与车辆重心位置之间的距离和角度,通过软件的计算,从而准确测算出车身实际的偏转角度。
另外,由于车辆网络通讯的日益发展,许多车型不再单独设置惯性传感器,而是把惯性传感器的信号功能集成到了气囊模块。因为气囊模块需要监控车辆的G信号,所以就无需再单独设置惯性传感器,从而进一步降低车辆的硬件成本。无论惯性传感器是以何种形式存在的,都是为了给车身控制模块提供反应车辆实际运动姿态的信号。