一款集成EPB线束的ABS轮速传感器设计与研究

尹 兵（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

一款集成EPB线束的ABS轮速传感器设计与研究

尹 兵（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

研究集成EPB制动卡钳电机线束的主动式ABS轮速传感器在新车型防抱死系统、电子稳定程序、自适应巡航系统上的典型应用。分析该轮速传感器的基本设计方法、组成结构特点以及所输出的轮速方向信号的特点。

ABS轮速传感器；EPB卡钳电机；轮速方向

集成EPB线束的ABS轮速传感器主要应用在部分中高级轿车中。这些中高级轿车往往同时具备了当前先进的如电子驻车制动EPB、防抱死ABS、电子稳定程序ESP、自适应巡航ACC、自动保持AUTOHOLD功能。受限于轿车车身和底盘结构的空间限制，要求EPB卡钳电机线束需要和ABS轮速传感器自身线束集成在一起。并且轮速传感器必须可以输出带方向的轮速信号，以帮助ACC和AUTOHOLD系统判断车轮的正反方向的转动。因此，集成EPB线束的ABS轮速传感器设计开发难度大、制造工艺复杂。

1 基本结构

集成EPB线束的ABS轮速传感器的基本结构包括传感器探头、集成EPB线束的四芯线（分别对应传感器工作电压、传感器信号、EPB卡钳电机+、EPB卡钳电机-）、过孔胶套（线束从车外进入车内）、固定卡扣、保护套管、金属支架、四芯插接件（与车身线束插接件对接）、两芯插接件（与EPB制动卡钳电机插接件对接）等。如图1所示。

集成EPB线束四芯线根据车型EPB卡钳电机的电流需要，一般可以选用规格为2×0.35 mm²（轮速信号）+2×2.5 mm²（卡钳电机电流）的线束；考虑到周边，按照环境温度，选用耐温125 ℃的线束；额定电压30 V规格。

图1 集成EPB线束的ABS轮速传感器基本结构

集成EPB四芯线的走向布置设计，需要依据底盘轮毂轴承和EPB制动卡钳电机的位置及车身过孔的位置精心设计，同时做好配套支架设计。如图2所示。

图2 集成EPB四芯线的走向布置设计

2 集成EPB线束的ABS轮速传感器工作原理

2.1 EPB集成线束

EBP集成线束包括EPB线束分支和ABS轮速传感器线束分支。

EPB线束分支传递EPB控制单元发出的控制制动卡钳电机的电流。该线束分支内部芯线的横截面积必须满足卡钳电机的电流要求。该线束必须耐弯折、耐温度变化、耐大电流冲击。

ABS轮速传感器线束分支传递ABS控制单元发出的工作电压，并将感应的轮速信号传递至ABS控制单元用于计算。

2.2 ABS轮速传感器

ABS/ESP控制单元通过车身线束向传感器探头提供工作电压，系主动式。该探头安装在车轮轮毂轴承支架上，具备体积小、质量轻、结构简单的特点。通过设计探头的外在机械结构和调整探头内部感应芯片（霍尔式或磁阻式）的摆放位置，可以对应齿圈轴承结构或者磁性环式轮毂轴承结构（图3）。由于为主动式轮速传感器，所以即使轮速几乎等于0时，传感器依然可以准确测量轮速信号。

图3 轮速传感器探头与轮毂轴承磁性环相对位置

1）主动式且不输出轮速方向 轮速传感器输出信号与车轮（轮毂轴承）的转速成正比例关系，输出信号为电流信号，流经车身线束后，通过ABS/ESP控制单元内部电阻来搭铁，构成回路。霍尔式和磁阻式轮速传感器输出的电流信号特征值相同，均为低电流7 mA、高电流14 mA交替变化的方波。方波信号范围如下：低信号ILOW为5.9～8.4 mA；高信号IHigh为11.8～16.8 mA；信号比IHigh/ILOW≥1.9；占空因数：0.3≤t1/T≤0.7。

2）主动式且输出轮速方向 能够输出轮速方向的主动式轮速传感器可以输出低电流7 mA、中电流14 mA和高电流28 mA 3种电流。低电流和高电流描述轮速脉冲信号，每通过一对NS磁极，产生一个低电流和高电流信号。该电流流经内置ABS控制单元的搭铁电阻形成低电压和高电压，ABS控制单元通过读取低电压和高电压波形，计算车轮的轮速。而中电流14 mA则为数据协议，代表当前轮速传感器的各种状态，如图4所示。

图4 带轮速方向的轮速信号数据协议

图4中共有9个数据位，每个数据位均使用波形的上升沿与下降沿来表示对应的0或1，通过0和1表示当前轮速传感器的状态。如数据位4即表示车轮转动方向。数据协议附加功能见表1。

表1 附加功能的分配

3 总结

随着人们生活水平的提高，轿车产品日益丰富，ABS控制系统（包括车身电子稳定系统ESP）已经普及。特别是现在中高级轿车的自适应巡航ACC/自动保持AUTO HOLD以及电子驻车制动EPB功能，均需要轮速传感器既能够输出稳定的轮速和正确的轮速方向以区分车轮正反转，同时又可以传递EPB制动卡钳电机驱动电流。所以，集成EPB线束的ABS轮速传感器应用将会随着轿车档次提高和配置的不断增加而越来越普及！

[1]何细鹏.汽车ABS系统中的主动式轮速传感器解析[J］.汽车实用技术，2016（4）：144-145.

[2]刘灵歌，李想，郭姗姗.汽车ABS轮速传感器原理及检修[J］.科技经济导刊，2016（7）：75-79.

[3]李欣玉，粱品.轮速传感器概述及可靠性测试方法研究[J］.汽车电器，2016（8）：55-57.

（编辑 杨 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，吉林长春人，工程师，硕士，从事轿车传感器设计开发与应用研究工作。