최근 수십 년 동안 기계식 자동차 속도계는 속도 센서가 중요한 역할을 하는 전자 속도 측정 시스템으로 대체되었습니다.최신 속도 센서, 유형, 설계 및 작동, 올바른 선택 및 교체에 대한 모든 내용을 이 기사에서 읽어보세요.
속도 센서 란 무엇입니까?
속도 센서(차량 속도 센서, DSA)는 전자 차량 속도 측정 시스템의 민감한 요소입니다.기어박스 또는 구동축 기어박스에 있는 샤프트의 각속도를 측정하고 측정 결과를 차량의 속도 컨트롤러 또는 속도계로 전송하는 접촉식 또는 비접촉식 센서입니다.
참고: 이 기사에서는 자동차 속도 측정을 위한 DSA에 대해서만 설명합니다.당사 웹사이트의 다른 기사에 설명된 능동 안전 시스템(ABS 및 기타)의 일부로 작동하는 휠 속도 센서에 대해 설명합니다.
속도 센서는 현대 차량의 다양한 시스템의 일부가 될 수 있습니다.
● 속도계 - 현재 이동 속도와 이동 거리를 측정하고 표시합니다(주행 거리계 사용).
● 분사, 점화 및 기타 엔진 시스템 - 자동차 속도 및 변화(가속 및 제동 중)에 따라 동력 장치의 작동 모드를 수정합니다.
● 능동형 보안 및 경보 시스템 - 다양한 모드에서 차량의 속도와 궤적을 수정하고 잠재적으로 위험한 상황을 경고하는 등의 기능을 수행합니다.
● 일부 차량 - 파워 스티어링 및 편의 시스템.
속도계의 기존 케이블 드라이브와 마찬가지로 DSA는 기어박스, 트랜스퍼 케이스 또는 구동축 기어박스에 장착되어 보조 또는 중간 샤프트의 각속도를 추적합니다.센서로부터 전기 신호 형태로 수신된 정보는 속도 컨트롤러 또는 속도계로 직접 전송됩니다.생성된 신호의 특성과 센서를 차량 전자 장치에 연결/통합하는 방법은 신호 유형, 설계 및 작동 원리에 따라 다릅니다.이에 대해서는 더 자세히 설명해야 합니다.
속도 센서의 기능, 유형, 설계 및 작동 원리
유형 및 디자인에 관계없이 속도 센서는 속도계나 엔진 컨트롤러 및 관련 전자 제어 장치로 직접 보낼 수 있는 신호를 생성합니다.첫 번째 경우 센서는 차량 속도를 시각적으로 확인하는 데에만 사용됩니다.두 번째 경우, 데이터는 자동차 전자 장치에서 엔진 및 기타 시스템을 제어하는 데 사용되며 속도계에 대한 신호는 컨트롤러에서 공급됩니다.현대 차량에서는 두 번째 연결 방법이 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
DSA로 속도를 측정하는 것은 매우 간단합니다.센서는 펄스 신호(보통 직사각형 모양)를 생성하며, 펄스 반복률은 샤프트의 회전 속도와 그에 따른 자동차 속도에 따라 달라집니다.대부분의 최신 센서는 킬로미터당 2000~25000펄스를 생성하지만 가장 일반적으로 사용되는 표준은 킬로미터당 6000펄스입니다(접촉식 센서의 경우 로터 회전당 6펄스).따라서 속도 측정은 단위 시간당 DSA에서 나오는 펄스의 반복 속도 컨트롤러에 의한 계산으로 축소되고 이 값을 우리가 이해할 수 있는 km/h로 변환합니다.
속도 센서는 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.
● 샤프트에 의해 직접 구동되거나 접촉됩니다.
● 비접촉식.
기어박스에 접촉 속도 센서 설치
첫 번째 그룹에는 구동 기어와 유연한 강철 케이블(또는 짧고 견고한 샤프트)을 통해 기어박스 샤프트, 액슬 또는 트랜스퍼 케이스의 토크가 전달되는 센서가 포함됩니다.센서는 샤프트의 각도 회전을 읽고 이를 전기 충격으로 변환하는 장치를 제공합니다.이 유형의 센서는 기계식 속도계의 구동 대신 설치할 수 있고(추가 비용 없이 기존 차량을 업그레이드할 수 있음) 신뢰성이 높기 때문에 널리 사용됩니다.
비접촉식 속도 센서 마스터 다이얼
두 번째 그룹에는 회전 샤프트와 직접 접촉하지 않는 센서가 포함됩니다.이러한 센서의 속도를 측정하기 위해 마스터 디스크 또는 로터와 같은 보조 장치가 샤프트에 설치됩니다.비접촉식 장치는 점점 더 대중화되고 있으며 현재 국내 자동차의 많은 모델에 설치됩니다.
모든 센서는 서로 다른 물리적 원리에 따라 작동합니다.접촉 장치에서는 홀 효과와 자기 저항 효과(MRE), 그리고 광커플러(광전자 쌍)가 가장 자주 사용됩니다.비접촉 센서의 핵심인 홀 효과는 가장 널리 사용되며 MRE는 훨씬 덜 사용됩니다.각 유형의 센서의 설계 및 작동 원리는 아래에 설명되어 있습니다.
홀 효과 기반 접촉 센서
이 유형의 센서는 홀 효과를 기반으로 합니다. 즉, 직류가 흐르는 두 반대면을 통해 평평한 도체가 자기장에 배치되면 다른 반대면에 전압이 발생합니다.DSA의 중심에는 웨이퍼(보통 퍼멀로이로 만들어짐)와 증폭기 회로가 이미 통합되어 있는 홀 칩이 있습니다.센서에서 미세 회로와 자석은 고정된 상태로 유지되며 회전하는 "커튼"(슬롯이 있는 링)으로 인해 자기장의 변화가 발생합니다.링은 회전을 받는 구동 케이블이나 샤프트에 연결됩니다.DSA의 출력 신호는 표준 커넥터를 통해 속도계나 컨트롤러로 전송되며, 이를 통해 홀 칩에 전원이 공급됩니다.
홀 효과를 기반으로 한 비접촉 센서
비접촉 DSA는 동일한 효과를 기반으로 하지만 움직이는 부품이 없습니다. 대신 자화된 섹션이 있는 로터 또는 펄스 디스크가 장치의 샤프트(기어박스, 액슬 기어박스)에 있습니다.센서의 민감한 부분 (홀 칩 포함)과 로터 사이에는 작은 간격이 있습니다. 로터가 회전하면 마이크로 회로에서 펄스 신호가 생성되어 표준 커넥터를 통해 컨트롤러로 전송됩니다.
비접촉 속도 센서의 작동 방식
자기 저항 효과를 기반으로 한 접촉 센서
자기저항소자를 이용한 속도센서 설계
이러한 유형의 DSA는 자기 저항 효과(자기장에 놓였을 때 일부 재료의 전기 저항이 변경되는 특성)를 기반으로 합니다.이러한 센서는 홀 센서와 유사하지만 반도체 소재를 기반으로 하는 자기저항소자(MRE)가 통합된 칩을 사용합니다.대부분의 경우 이러한 센서는 직접 구동되며 자기장의 변화는 링 다극 자석을 회전하여 수행되며 생성된 신호는 표준 커넥터를 통해 컨트롤러에 공급됩니다. MRE가 제공됩니다).
광전자 접촉 센서
이러한 DSA는 설계가 가장 단순하지만 위에서 설명한 것보다 덜 민감하고 관성적입니다.센서는 광커플러(LED 및 광트랜지스터)를 기반으로 하며, 그 사이에는 드라이브 샤프트에 연결된 슬롯이 있는 디스크가 있습니다.디스크가 회전하면 LED와 포토트랜지스터 사이의 광속이 주기적으로 차단되고, 이러한 인터럽트는 증폭되어 펄스 신호 형태로 컨트롤러에 전송됩니다.
광전자 속도 센서 설계
올바른 속도 센서를 선택하고 교체하는 방법
현대 차량의 속도 센서 결함은 이동 속도 및 이동 거리에 대한 데이터 손실(속도계 및 주행 거리계 작동 중지)부터 전원 장치 중단(불안정한 공회전, 연료 소비 증가, 동력 손실), 파워 스티어링 및 보안 시스템.따라서 DSA가 고장난 경우 최대한 빨리 교체해야 합니다.
교체를 위해서는 이전에 차량에 장착되어 있던 센서만 가져가거나 자동차 제조사에서 권장하는 장치를 사용해야 합니다.어떤 경우에는 "비기본" DSA를 선택할 수 있지만 대부분의 경우 이는 불가능합니다. 센서가 제자리에 떨어지지 않거나 설치 중에 잘못된 판독값을 제공합니다.따라서 DSA 선택 실험은 극단적인 경우에만 사용해야 합니다.
센서 교체는 해당 차량(또는 기어박스, 액슬 또는 트랜스퍼 케이스)에 대한 지침에 따라 수행됩니다.직접 구동 DSA에는 일반적으로 턴키 나사산과 육각형이 있습니다(항상 그런 것은 아니지만 일부 제품에는 가로 주름이 있는 링이 있음). 따라서 이를 교체하면 기존 장치를 꺼내고 새 장치를 조이게 됩니다.비접촉식 센서는 일반적으로 플랜지 구멍을 통해 나사(볼트) 1개 또는 2개로 부착됩니다.모든 경우에 모든 작업은 배터리에서 단자를 제거한 상태에서 수행해야 하며 센서를 분해하기 전에 전기 커넥터를 분리해야 하며 새 커넥터를 설치하기 전에 설치 장소를 청소해야 합니다.
비접촉 센서의 로터를 교체하는 것이 더 어렵습니다. 이를 위해서는 장치(박스, 브리지)를 부분적으로 분해한 다음 지침에 따라 수리 작업을 수행해야 합니다.
속도 센서를 올바르게 선택하고 교체하면 속도계와 다양한 자동차 시스템(엔진 포함)이 즉시 작동하기 시작합니다.앞으로도 DSA는 차량의 안전하고 편안한 운행을 보장하겠습니다.
게시 시간: 2023년 7월 12일