輪速傳感器的案例
輪速傳感器百科知識
現代汽車的ABS系統中都設置有電磁感應式的輪速傳感器，它可以安裝在主減速器或變速器中，分為主動、被動兩種基本形式。
概念簡介
輪速傳感器是用來測量汽車車輪轉速的傳感器。對于現代汽車而言，輪速信息是必不可少的，汽車動態控制系統(VDC)、汽車電子穩定程序(ESP)、防抱死制動系統(ABS)、自動變速器的控制系統等都需要輪速信息。所以輪速傳感器是現代汽車中最為關鍵的傳感器之一。
分類及特點
一般來說，所有的轉速傳感器都可以作為輪速傳感器，但是考慮到車輪的工作環境以及空間大小等實際因素，常用的輪速傳感器主要有:磁電式輪速傳感器、霍爾式輪速傳感器。
磁電式輪速傳感器
磁電式輪速傳感器是利用電磁感應原理設計的，其主要部件如下圖所示。圖1 磁電式輪速傳感器
它具有結構簡單、成本低、不怕泥污等特點，在現代轎車的ABS防抱死制動系統中得到廣泛應用。
但是磁電式輪速傳感器也有一些缺點:
(1)頻率響應不高。當車速過高時，傳感器的頻率響應跟不上，容易產生誤信號;
(2)抗電磁波干擾能力差，尤其是輸出信號振幅值較小時。
霍爾式輪速傳感器
霍爾式輪速傳感器利用霍爾效應原理制成，如下圖所示。霍爾式輪速傳感器在汽車上也獲得了較多應用。圖2 霍爾式輪速傳感器
霍爾式輪速傳感器具有如下特點:
(1)輸出信號電壓振幅值不受轉速的影響;
(2)頻率響應高;
(3)抗電磁波干擾能力強。
結構原理
磁電式輪速傳感器
(1)結構
磁電式輪速傳感器一般由磁感應傳感頭和齒圈組成，傳感頭由永磁鐵、極軸、感應線圈等組成。齒圈是一個運動部件，一般安裝在輪轂上或輪軸上與車輪一起旋轉。輪速傳感頭是一個靜止部件，傳感頭磁極與齒圈的端面有一定間隙。如下圖所示。
展開 你真的做對ASIL分解了嗎？
回到問題上，如果兩個輪速傳感器是同一個廠家的同一個型號的傳感器，也就意味著它們的開發與生產過程完全一樣，如果在這個過程中產生了系統性失效的話，兩個傳感器的系統性失效也是一模一樣的，同樣缺少要素間的獨立性，因此無法進行ASIL分解。
2.4. 如何給參與ASIL分解的要素提功能安全需求？
假設#R1的車速監控使用輪速傳感器，#R2的車速監控使用變速箱軸速傳感器，兩個傳感器滿足獨立性要求，因此采取ASIL B(C)和ASIL A(C)的分解方式。接下來要對傳感器的供應商提功能安全要求。
問題：下面兩種釋放給供應商的功能安全要求是一樣的嗎？
case1: 輪速傳感器要求ASIL B(C)，軸速傳感器要求ASIL A(C)
case2: 輪速傳感器要求ASIL B，軸速傳感器要求ASIL A
實際上這兩個case的需求是不同的，且這里直接宣布結論：case2的功能安全需求會造成對隨機硬件失效要求的遺漏，必須避免！
前文中提到，ASIL分解的目的是降低對安全相關的要素的ASIL等級要求，而關于ASIL分解對隨機硬件失效的影響，ISO 26262, part9明確指出：
The requirements on the evaluation of the hardware architectural metrics and the evaluation of safety goal violations due to random hardware failures in accordance with ISO 26262-5 shall remain unchanged by ASIL decomposition.
展開 ISO 26262筆記——如何理解ASIL分解？
車速計算依賴互為冗余且充分獨立的輪速傳感器和變速箱軸速傳感器。
無論對輪速和變速箱軸速的需求是下列哪一種分配：
輪速ASIL A(D); 變速箱軸速ASIL C(D)
輪速ASIL B(D); 變速箱軸速ASIL B(D)
輪速ASIL C(D); 變速箱軸速ASIL A(D)
對于ECU A這個整體而言，隨機硬件失效要求都要符合ISO 26262, part5中對下面三個指標的ASIL D的要求。
SPFM≥99%
LFM≥90%
PMHF＜10 FIT
上面的例子驗證了：
無論在哪一個層級，對隨機硬件失效要求的ASIL等級都應該是分解前的值。
但是，不同的層級ASIL等級都繼承分解前的ASIL等級，那么ASIL等級背后的要求也一樣一樣嗎？
答案是否定的。
如果我們站在組成系統的部件的角度，拿上面的輪速傳感器舉例，對輪速傳感器的需求是ASIL B(D)，那么對輪速傳感器的單點故障度量SPFM滿足分解前的ASIL D的要求。
但是，站在系統層的角度，只有當輪速傳感器和變速箱軸傳感器同時發生故障時，才會導致功能產生ASIL D的危害。也就是說，輪速傳感器的單點故障是系統層的潛伏故障。此時，對輪速傳感器的單點故障度量SPFM的要求不是表1而是表2，要求從≥99%降低到了≥90%。
展開 如何定義汽車傳感器設計開發矛盾？（汽車研發火速進！干貨福利！！）
但是ABS系統中輪速傳感器產品多樣性的問題，很多車企研發在過程中很容易遇到瓶頸。
未來汽車行業的發展和創新如何更好地適應大眾的需求，不只需要技術創新，同時還需要理論方法的指導。TRIZ創新理論可以有力的支持產品設計，快速解決汽車在創新過程中的瓶頸問題。
為此，研之有道專題直播活動，特邀具備18年產品研發經驗的產品設計和工藝開發總監趙禎老師，分享《運用TRIZ方法，解決不同車企ABS系統中輪速傳感器產品多樣性問題》的主題公開課，為汽車企業在研發和產品設計過程中提供創新思路。
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展開 
EPB功能安全筆記(16):ASIL分解及其關鍵點
假設車速計算依賴于輪速傳感器輸入，因此safety concept設計如下。
這個分解成立的前提是兩個輪速信號充分獨立，如果兩個輪速傳感器是同一個供應商的同一批次的傳感器，實際上屬于同構冗余，以上分解不成立。
2.2. ASIL分解是如何降低功能安全開發要求的？
前面提到，ASIL分解的目的是降低對安全相關的元素的ASIL等級要求，從而降低功能安全開發成本。而ASIL等級背后的要求包括對系統性失效和隨機硬件失效的要求。那么ASIL分解以后對系統性失效和隨機硬件失效的具體影響是什么呢？要回答這個問題，需要先回顧ISO 26262對這兩類失效的要求。
ISO 26262對系統性失效的要求存在于各個層級，包括硬件元器件層(HW part level)、軟件單元層(SW-Unit level)、組件層(compenent level)、系統層(system level)和相關項層(item level)。同時對系統性失效的要求本質上就是對設計流程和驗證(測試)流程的要求。
產品層級劃分
為了更好地理解上面的解釋，依舊以2.1中提及的EPB系統Safety Goal為例，假設為了實現這條Safety Goal，EPB系統的功能架構和safety concept設計如下，其中車速計算依賴互為冗余且充分獨立的輪速傳感器和變速箱軸速傳感器，各自分配ASIL B(D)的要求。
對于系統性失效而言，有如下功能要求：
1.車速計算模塊需要滿足ASIL D的軟件開發流程；
2.EPB系統的集成測試需要滿足ASIL D的測試要求；
3.輪速傳感器和電機轉速傳感器的開發流程需要滿足ASIL B的開發流程要求和測試要求。
展開 “高速剎車失靈”？特斯拉最新回應來了
特斯拉方面稱，目前初步遠程診斷車輛報警原因為右前輪速傳感器警報，并非溫先生所述的“剎車失靈”。需要提及的是，輪速傳感器的報警原因可能是由于輪速傳感器臟污或傳感器線路受損導致，需要進一步進行檢查確認。
圖片來源：微博
同時，特斯拉方面指出，溫先生的Model X的總里程為17.5萬公里，已過保修期；其次，右前輪速傳感器警報提示過后，溫先生仍繼續行駛800多公里。基于此，特斯拉方面表示，將無法滿足溫先生向特斯拉提出免費更換至新款Model X車型的訴求。
據悉，溫先生此前通過媒體表示，希望特斯拉正視系統混亂、出現問題，不要甩鍋，必須從官方上承認剎車系統存在問題，并要求特斯拉道歉。但是就目前的情況來看，特斯拉和溫先生之間的說法存在一定程度的偏差。
-END-
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展開 基于VCU的商用車車速信號處理技術
VCU優先選取傳感器車速作為第一車速，ABS車速作為冗余車速。當VCU識別出車速傳感器出現故障時將使用ABS車速，同時儀表提示駕駛員車速傳感器出現故障，盡快維修處理。
1. 實現方法
1.1 傳感器車速計算方法
車速傳感器采用霍爾式頻率傳感器，霍爾式傳感器具有抗干擾能力強，輸出信號幅值不受靶輪轉速影響、使用壽命長等優點。傳感器安裝于變速器輸出軸靶輪，采集靶輪脈沖信號，VCU根據脈沖信號周期、車輛后橋速比、輪胎滾動半徑計算車速，計算公式如下∶
1.2 ABS車速計算方法
ABS發送的EBC2報文中含有前輪平均輪速信號，單位為km/h，正常情況下取前輪兩輪速的平均值，在車輪無抱死情況下較為準確。如一個出現故障，則發送正常工作的車輪輪速，如兩個同時出現故障，則不發送平均輪速，會發送故障狀態。
ABS控制器發送的輪速是按照輪胎滾動一周3200mm（廠家默認值）計算的，VCU需要根據實際車輛輪胎滾動半徑、滾動半徑誤差進行修正∶
本文闡述的車速處理方法中，VCU優先選取車速傳感器作為信號源，當VCU識別出車速傳感器出現故障后，選用ABS車速進行儀表顯示及控制。
車速傳感器故障主要為信號不可信，這是一種邏輯故障，即通過邏輯判斷識別出的故障，主要有以下兩種邏輯。
1）車速傳感器與ABS發出的輪速信號進行對比，差別超過閾值則報車速傳感器故障。ABS輪速傳感器同時出現故障時，EBC2將不發輪速信息，即策略里默認只要可以接收到輪速信息即認為是可信的。
展開 ESC系統在智能駕駛浪潮中的進化（上）
驅動工況下滑轉率與驅動附著系數的關系
對于工況2，則是由于差速器的“副作用”造成的。汽車能夠實現轉彎依賴于差速器，轉彎時車輛的左右側車輪由于繞圓半徑不同，其轉速是不相等的，而如果左右側車輪剛性連接則無法實現轉速不相等。差速器是能夠使左、右驅動輪實現以不同轉速轉動的機構。
冠齒中央差速器，圖片來自網絡
差速器主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成，這一機構的特點是“差速不差扭”，即左右驅動輪的轉速雖然不同，但是傳遞到兩個驅動輪的驅動扭矩是相等的。
這樣一來，當車輛在分離路面起步時，低附著路面的驅動輪率先達到附著極限，從而使整個驅動軸的驅動力受到低附著路面的影響，導致所傳遞到高附側的驅動力矩受到限制(和低附側路面驅動力矩相等)，車輛因驅動力不足而無法起步。
為解決這兩個典型工況的穩定性問題，1986年，博世公司推出了牽引力控制系統TCS，并將制動防抱死系統和牽引力控制系統集成到一起并應用于梅塞德斯S級轎車上，這標志著 ABS/TCS集成時代的來臨。
TCS控制系統的組成部分相對ABS要更多。除了執行機構增加了驅動力控制單元（發動機ECU或電機ECU）外，還增加了方向盤轉角傳感器和慣性傳感器。
展開 Simcenter3D汽車制動管路設計仿真與驗證 附TEA_PIPE_InstallationGui
輪速傳感器仿真應用
圖3 輪速傳感器模型
Simcenter3D Flexible Pipe可快速定義及創建輪速傳感器線束幾何數據，并可以實現運動仿真動態間隙偵測。
仿真結果與試驗對比
某車型管路仿真方案制定及驗證：
圖4 仿真與實車掃描狀態數據對比
圖5 仿真與實車掃描狀態數據對比
實際問題解決
某車型前制動軟管：兩前輪制動軟管短（余量不足），轉向輪在最大轉角時，油管過度拉伸，容易老化破損，存在制動失效的安全隱患。
存在問題的管路 改善后的管路
結論：通過實際項目的對比仿真分析，應用Simcenter3D flexible pipe可以快速的實現柔性管路的運動仿真，仿真結果精度滿足需求。
結論
本文詳細地分析了Simcenter3D Flexible Pipe在管路設計仿真中的應用，通過對比，可以發現，無論是臺架測量結果還是實車測量結果，采用Simcenter3D Flexible Pipe設計的制動軟管仿真數據與實測數據差異較小，可以很好的指導設計開發，減短開發周期，節約開發成本。
下載地址：TEA_PIPE_InstallationGuide_Rev15SL2
展開 展會預告 | VI-grade邀您參加2025年汽車測試及質量監控博覽會（展位號#10120）
02
展品亮點介紹
制動系統硬件在環系統BrakeiL
BrakeiL是一款用于測試完整制動系統的實時制動臺架，包括（根據測試車輛的不同）：
制動踏板
制動助力器（氣動、電動等）
主缸
ESC模塊
One-Box制動系統
軟管、卡鉗、剎車片和剎車盤。
制動壓力通過踏板執行器建立，所有制動功能（ABS、ESC等）均由被測設備執行。
被測設備（DUT）從輪速傳感器模擬器（WSE）接收原始輪速信號，四個卡鉗上測量的制動壓力通過傳感器獲取從而完成整個系統的閉環仿真。
BrakeiL制動臺架能夠通過駕駛模擬器實時測試或者通過自動化測試完成，適用于開發、調校和驗證制動功能。
尊敬的各位來賓，誠摯歡迎您蒞臨我司展位參觀指導！
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關于 VI-grade：
VI-grade是實時仿真和專業駕駛模擬器解決方案的領先供應商，可加速整個車輛交通行業的產品開發。VI-grade的駕駛模擬器包括從靜態桌面解決方案到全尺寸駕駛員在環動態模擬器，使主機廠、供應商、研究中心、賽車隊和高校能夠減少物理原型的開發并加速創新。
VI-grade在仿真領域擁有超過30年的經驗，總部位于德國達姆施塔特，在意大利、英國、日本、中國和美國設有技術中心。
自2018年9月以來，VI-grade成為思百吉的一部分。思百吉公司在四個主要領域開展業務——材料分析、測試與測量、在線測量儀器和精密控制，并廣泛服務于從車輛交通到航空航天、電子、能源、采礦、制藥等眾多行業。
展開 基于集成式電子駐車系統EPB的自主泊車冗余制動方案
EPB系統除了提供駐車功能外，還能在行車過程中控制制動液壓的實現備份制動，而液壓執行機構是集成于ESC系統中的；而ESC系統所包含的輪速傳感器可以為EPB系統提供車速這一關鍵參數以確定當前車速是否能夠駐車。因此，EPB和ESC功能關聯十分緊密，如果各自對應一個獨立的ECU，兩者之間注定有很多交互接口；把兩者集成于一個ECU中也是自然而然能想到的一個既節省成本又降低整車E/E系統復雜度的方案。
另一方面，市面上精于ESC系統的供應商和精于EPB系統的供應商往往不是一家。對于OEM而言，當選擇不同的EPB系統和ESC系統供應商時，如果各個供應商閉門造車，那么將EPB軟件集成到ESC軟件時將會面臨很多問題，首當其沖的問題是EPB和ESC軟件接口的定義如何統一。這就是VDA 305標準誕生的背景。VDA 305旨在標準化EPB系統的架構以及EPB軟件和ESC軟件的交互接口，清晰地定義EPB系統和ESC系統的供應商的職責范圍，使OEM在選擇供應商時有很大的自由度，也使得不同的供應商的合作更加高效。
3.2.
展開 
展會預告 | 2025汽車測試展，解鎖HBK「黑科技」，報名通道已開~
Discom SFGT - 齒輪單嚙測試
HBK Discom TAC15 是一種獨特的齒輪副單嚙測試扭振傳感器，檢測齒面波紋度、齒面接觸、鬼階、毛刺、齒間節距等參數。
一套SFGT測試系統能夠同時完成齒輪副的單嚙振動測試，以及傳遞誤差測量分析。
在DiscomDDH pro的支持下，測試系統能夠自動實現齒輪NVH與其傳遞誤差，單對齒輪副NVH與其齒輪箱總成NVH等多重、多級數據間的相關性分析。
VI-grade駕駛員在環VR/MR技術
在汽車人機界面（HMI）開發與測試中，傳統駕駛模擬器常面臨真實感與沉浸感不足的挑戰。虛擬現實（VR）與混合現實（MR）技術通過構建高度擬真且沉浸式的環境，有效解決了這一痛點。 借助VR/MR頭顯設備，工程師能夠模擬駕駛過程中的視覺、聽覺及觸覺等多維度感官反饋，從而對人機界面進行更精準的測試與評估。這些技術還可實現對虛擬環境的快速操控與動態調整，支持工程師高效完成多場景、多工況下的全面測試驗證。
VI-grade 駕駛模擬器通過VR/MR技術，使得人機界面測試的真實性與沉浸感得到顯著提升，大幅優化了汽車交互系統的開發效率與評估效果。
制動系統硬件在環系統BrakeiL
BrakeiL是一款用于測試完整制動系統的實時制動臺架，包括（根據測試車輛的不同）：
制動踏板
制動助力器（氣動、電動等）
主缸
ESC模塊
One-Box制動系統
軟管、卡鉗、剎車片和剎車盤
制動壓力通過踏板執行器建立，所有制動功能（ABS、ESC等）均由被測設備執行。被測設備（DUT）從輪速傳感器模擬器（WSE）接收原始輪速信號。四個卡鉗上測量的制動壓力通過傳感器獲取從而完成整個系統的閉環仿真。
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制動系統硬件在環系統BrakeiL
BrakeiL是一款用于測試完整制動系統的實時制動臺架，包括（根據測試車輛的不同）：
制動踏板
制動助力器（氣動、電動等）
主缸
ESC模塊
One-Box制動系統
軟管、卡鉗、剎車片和剎車盤
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展開 底盤電控系統仿真測試解決方案
制動系統HIL測試解決方案
制動系統包括ESP、iBooster、EPB三個控制器，基于以上三個控制器，經緯恒潤提供了新整體的測試解決方案，包含適用于乘用車和商用車的HIL測試方案。
? 乘用車液壓制動系統臺架
該方案特點：
? 包含真實的液壓管路，可集成ibooster與EPB控制器， 也可用于真空助力器的制動系統
? 可用電動缸實現制動踏板輸入自動化測試
? 可實時監控主缸和輪缸壓力
? 可人工測試，進行主觀評價
? 商用車氣動臺架
該方案特點：
? 集成真實的氣動制動系統零部件
? 可擴展掛車制動系統
? 可測試氣動管路對制動的影響
? 可實時監控顯示管路氣壓值
? 可自由切換自動和人工測試模式
? 可仿真橫擺傳感器
? 集成氣源裝置
結合軟硬件系統EPS HIL臺架（乘用車）可以完成如下功能驗證和測試：
? 故障注入測試
高低壓故障
輪速傳感器故障
YAW傳感器故障
信號偏置和漂移
信號噪聲
CAN故障
診斷信息
……
? 功能測試
ESP功能
iBooster功能
EPB功能
......
展開 ADAS輔助駕駛之：ACC自適應巡航功能解析
3.自適應巡航(ACC)
原理
在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達）持續掃描車輛前方道路，同時輪速傳感器采集車速信號。當與前車之間的距離過小時，ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統、發動機控制系統協調動作，使車輪適當制動，并使發動機的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。
通過車距傳感器的反饋信號，ACC控制單元可以根據靠近車輛物體的移動速度判斷道路情況，并控制車輛的行駛狀態。 通過反饋式加速踏板感知的駕駛者施加在踏板上的力，ACC控制單元可以決定是否執行巡航控制，以減輕駕駛者的疲勞。
4.自適應巡航(ACC)的弊端
不過，咱么不能之說ACC的好話，他還是存在一些不優秀的地方~
1、每人駕駛習慣不同，ACC在高速使用時，由于境況不同，敏感程度也會不同，在雷達沾惹污物時可能會影響行車安全，在加速減速時，可能會產生有不適感，在瞬時油耗會加大；
2、當你快速行駛超越旁邊車道車輛時，假如前方車輛突然變道，自適應巡航可能反應不及而撞上去；
3、自適應巡航系統實際操作相對復雜，學習成本高，容易讓駕駛者降低警惕，腳不在踏板位置會加長反應時間。
4、由于ACC雷達一般都是中距雷達，檢測區域是有限的，再加上雷達相對位置固定，檢測角度和方向相對不變，因此，某些情況下，對于前方車輛的檢測存在盲區，ACC無法有效識別目標，存在碰撞的風險，而在有些情況下，ACC則存在誤識別，造成不必要的減速。
ACC無法有效識別目標，存在追尾的風險
小結： ACC作為高級駕駛輔助系統（ADAS）的一種，是將來自動駕駛功能的過渡配置之一。
展開 